JP2021053788A - Shot treatment device and shot treatment method - Google Patents

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Abstract

To provide a shot treatment device and a shot treatment method capable of performing shot treatment by causing a nozzle to approach a work-piece while suppressing a collision between the nozzle and the work-piece.SOLUTION: A shot treatment device 1 for injecting a shot material toward a work-piece W from a nozzle 13 to perform shot treatment of the work-piece W includes: the nozzle 13; a nozzle movement mechanism 11 having the nozzle 13 fixed thereto to make a position and an attitude of the nozzle 13 with respect to the work-piece W changeable; and a three-dimensional information acquisition sensor 15 for three-dimensionally imaging the work-piece W provided within a treatment section S1 to acquire position attitude information of the work-piece W. It includes a pattern storage part for storing a reference movement pattern of the nozzle 13 when the work-piece W is set to a reference position and a reference attitude within the treatment section S1. Further, it includes a nozzle movement control part for controlling the nozzle movement mechanism 11 to move the nozzle 13 on the basis of the correctable reference movement pattern.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ショット処理装置及びショット処理方法に関する。 The present invention relates to a shot processing apparatus and a shot processing method.

従来より、例えば鋳物の砂落しやショットピーニング等を目的として、粒体であるショット材を被処理対象物であるワークに衝突させてワークを加工するショットブラストが、広く行われている。 Conventionally, shot blasting has been widely performed in which a shot material, which is a granular material, is made to collide with a work, which is an object to be processed, to process the work, for example, for the purpose of removing sand from a casting or shot peening.

ショットブラストにおいては、ワークの必要とされる箇所のみに、ショット処理を行いたい場合がある。
例えば特許文献1には、ワークを載置して搬送せしめるワークコンベアと、このワークコンベアの上方に設けられワークの輪郭を撮像する撮像装置と、前記ワークコンベアの上方に設けられワークへ向けてショットブラストを噴射せしめるショットブラスト噴射ノズルと、撮像装置で撮像されたワークの輪郭を基にしてワークとショットブラスト噴射ノズルの相対移動プログラムを作成するプログラム作成手段と、このプログラム作成手段で作成されたプログラムによりワークとショットブラスト噴射ノズルとを相対移動せしめる移動駆動手段と、を備えたバリ取り方法およびその装置が開示されている。
より詳細には、特許文献1のバリ取り装置においては、撮像装置において一方向から撮像された画像を基に、ワークの輪郭線が判別され、この輪郭線に沿ってノズルが移動されている。
In shot blasting, there are cases where it is desired to perform shot processing only in places where work is required.
For example, Patent Document 1 describes a work conveyor on which a work is placed and conveyed, an image pickup device provided above the work conveyor for imaging the contour of the work, and a shot toward the work provided above the work conveyor. A shot blast injection nozzle that injects blast, a program creation means that creates a relative movement program between the work and the shot blast injection nozzle based on the contour of the work imaged by the imaging device, and a program created by this program creation means. Discloses a deburring method and an apparatus thereof, which comprises a moving driving means for relatively moving a work and a shot blast injection nozzle.
More specifically, in the deburring device of Patent Document 1, the contour line of the work is determined based on the image captured from one direction by the image pickup device, and the nozzle is moved along the contour line.

特開平8−90417号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-90417

ショット材はノズルの先端から放射状に噴射されるため、ショット処理されるワーク表面の範囲は、ノズルの先端がワークから離れるにつれて広くなる。このため、上記のようにワークの必要とされる箇所のみにショット処理を行おうとする場合においては、ノズルの先端をワークの当該箇所に近接して位置せしめる必要がある。
ここで、上記の特許文献1においては、撮像装置により一方向から取得された二次元的な情報を基に、ノズルの移動経路が決定されている。このため、撮像装置とワークを結ぶ直線方向のうち、撮像装置側の方向にワークが傾いたり、ワークが撮像装置側の方向にずれた位置に設置されたりしている場合に、上記のようにノズルの先端をワークに近接させようとすると、ノズルがワークに衝突し、ノズルとワークの一方または双方が破損する可能性がある。
Since the shot material is ejected radially from the tip of the nozzle, the range of the work surface to be shot increases as the tip of the nozzle moves away from the work. Therefore, when the shot processing is to be performed only on the portion where the work is required as described above, it is necessary to position the tip of the nozzle close to the portion of the workpiece.
Here, in the above-mentioned Patent Document 1, the movement path of the nozzle is determined based on the two-dimensional information acquired from one direction by the image pickup apparatus. Therefore, in the linear direction connecting the image pickup device and the work, when the work is tilted toward the image pickup device side or the work is installed at a position shifted toward the image pickup device side, as described above. If the tip of the nozzle is brought close to the work, the nozzle may collide with the work and one or both of the nozzle and the work may be damaged.

本発明が解決しようとする課題は、ノズルとワークの衝突を抑制しつつ、ノズルをワークに近接させてショット処理することが可能な、ショット処理装置及びショット処理方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a shot processing apparatus and a shot processing method capable of performing shot processing by bringing the nozzle close to the work while suppressing collision between the nozzle and the work.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、ショット材をノズルからワークに向けて噴射して、前記ワークをショット処理するショット処理装置であって、前記ノズルと、当該ノズルが固定され、前記ノズルの前記ワークに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構と、処理区画内に設けられた前記ワークを三次元的に撮像して前記ワークの位置姿勢情報を取得する三次元情報取得センサと、を備え、前記ワークが前記処理区画内の基準位置及び基準姿勢に設置された際の、前記ノズルの基準動作パターンが格納される、パターン格納部と、前記ワークの三次元モデルデータが格納されるモデルデータ格納部と、前記三次元情報取得センサにより取得された前記位置姿勢情報と、前記三次元モデルデータが前記基準位置に前記基準姿勢で設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、前記ワークの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算する、位置姿勢変位計算部と、前記位置姿勢の変位を基に、前記ノズルの前記基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基に前記ノズル移動機構を制御して前記ノズルを移動させる、ノズル移動制御部と、を更に備えている、ショット処理装置を提供する。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention is a shot processing device that injects a shot material from a nozzle toward a work to perform a shot process on the work. The nozzle and the nozzle are fixed, and the position of the nozzle with respect to the work and the position of the nozzle with respect to the work. The work is provided with a nozzle moving mechanism capable of changing the posture and a three-dimensional information acquisition sensor that three-dimensionally images the work provided in the processing section and acquires the position / orientation information of the work. A pattern storage unit that stores the reference operation pattern of the nozzle when installed at the reference position and the reference posture in the processing section, a model data storage unit that stores the three-dimensional model data of the work, and the above. The position / orientation information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor is compared with the reference position / orientation data when the three-dimensional model data is provided at the reference position in the reference orientation, and the reference position / orientation of the work is compared. The position / orientation displacement calculation unit that calculates the displacement of the position / orientation from the data, corrects the reference motion pattern of the nozzle based on the displacement of the position / orientation, and moves the nozzle based on the corrected reference motion pattern. Provided is a shot processing apparatus further including a nozzle movement control unit that controls a mechanism to move the nozzle.

また、本発明は、ショット材をノズルからワークに向けて噴射して、前記ワークをショット処理するショット処理方法であって、前記ワークが処理区画内の基準位置及び基準姿勢に設置された際の、前記ノズルが固定され、前記ノズルの前記ワークに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構による、前記ノズルの基準動作パターンを格納し、前記ワークの三次元モデルデータを格納し、前記処理区画内に設けられた前記ワークを三次元的に撮像する三次元情報取得センサにより前記ワークの位置姿勢情報を取得し、前記三次元情報取得センサにより取得された前記位置姿勢情報と、前記三次元モデルデータが前記基準位置に前記基準姿勢で設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、前記ワークの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算し、前記位置姿勢の変位を基に、前記ノズルの前記基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基に前記ノズル移動機構を制御して前記ノズルを移動させる、ショット処理方法を提供する。 Further, the present invention is a shot processing method in which a shot material is injected from a nozzle toward a work to perform shot processing on the work, when the work is installed at a reference position and a reference posture in a processing section. , The nozzle is fixed, and the reference operation pattern of the nozzle is stored by the nozzle moving mechanism capable of changing the position and orientation of the nozzle with respect to the work, and the three-dimensional model data of the work is stored. The position / orientation information of the work is acquired by a three-dimensional information acquisition sensor that three-dimensionally images the work provided in the above, and the position / orientation information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor and the three-dimensional model data. Is compared with the reference position / orientation data when the reference position is provided in the reference position, the displacement of the position / orientation of the work from the reference position / orientation data is calculated, and based on the displacement of the position / orientation, Provided is a shot processing method in which the reference operation pattern of the nozzle is corrected, and the nozzle movement mechanism is controlled based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle.

本発明によれば、ノズルとワークの衝突を抑制しつつ、ノズルをワークに近接させてショット処理することが可能な、ショット処理装置及びショット処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shot processing apparatus and a shot processing method capable of performing shot processing by bringing the nozzle close to the work while suppressing collision between the nozzle and the work.

本発明の実施形態におけるショット処理装置の模式的な側面図である。It is a schematic side view of the shot processing apparatus in embodiment of this invention. 上記ショット処理装置のキャビネット近傍の平面図であり、図1のA−A断面図である。It is a plan view of the vicinity of the cabinet of the shot processing apparatus, and is the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 上記ショット処理装置においてショット処理されるワークの斜視図である。It is a perspective view of the work which is shot processed in the said shot processing apparatus. 上記キャビネット内に設けられたノズル移動機構の側面図である。It is a side view of the nozzle moving mechanism provided in the said cabinet. (a)は、上記ノズル移動機構のノズル部近傍の側面図であり、(b)はノズル部の平面図である。(A) is a side view of the vicinity of the nozzle portion of the nozzle moving mechanism, and (b) is a plan view of the nozzle portion. 上記ノズル部に設けられたノズルの断面図であり、図5(b)のB−B断面図である。It is sectional drawing of the nozzle provided in the nozzle part, and is the sectional view of BB of FIG. 5 (b). 上記ショット処理装置のブロック図である。It is a block diagram of the said shot processing apparatus. 基準位置及び基準姿勢にワークが設置された際の、ワークの孔と、当該孔に対して位置づけられたノズルとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the hole of a work and the nozzle positioned with respect to the hole when a work is installed in a reference position and a reference posture. 基準位置からワークがずれて設置された場合における、ワークの孔と、当該孔に対して位置づけられたノズルとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the hole of a work and the nozzle positioned with respect to the hole when the work is installed deviated from the reference position. 基準姿勢からワークが傾けられて設置された場合における、ワークの孔と、当該孔に対して位置づけられたノズルとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the hole of a work and the nozzle positioned with respect to the hole in the case where a work is tilted and installed from a reference posture. 図10の場合における、ノズルの位置姿勢の補正を説明する説明図であり、図10のC矢視部分の拡大図である。FIG. 10 is an explanatory view for explaining the correction of the position and orientation of the nozzle in the case of FIG. 10, and is an enlarged view of the portion seen by the arrow C in FIG. 上記ショット処理装置を用いたショット処理方法のフローチャートである。It is a flowchart of the shot processing method using the said shot processing apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態におけるショット処理装置の模式的な側面図である。図2は、上記ショット処理装置のキャビネット近傍の平面図であり、図1のA−A断面図である。
本実施形態におけるショット処理装置1は、ショット材をノズル13からワークWに向けて噴射して、ワークWをショット処理するものである。より具体的には、ショット処理装置1は、鋳造によって製造されたワークWに付着した鋳物砂を落とすために用いられる。
ショット処理装置1は、キャビネット2、ターンテーブル3、エアー噴射装置4、バルブスタンドユニット5、ショット循環装置6、ノズル移動機構11、ノズル13を有するノズル部12、三次元情報取得センサ15、制御装置16、及び入力装置17を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of the shot processing apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the vicinity of the cabinet of the shot processing apparatus, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
The shot processing device 1 in the present embodiment injects a shot material from the nozzle 13 toward the work W to perform shot processing on the work W. More specifically, the shot processing apparatus 1 is used to remove the casting sand adhering to the work W produced by casting.
The shot processing device 1 includes a cabinet 2, a turntable 3, an air injection device 4, a valve stand unit 5, a shot circulation device 6, a nozzle moving mechanism 11, a nozzle unit 12 having a nozzle 13, a three-dimensional information acquisition sensor 15, and a control device. 16 and an input device 17 are provided.

ショット処理は、キャビネット2内で行われる。本実施形態においては、キャビネット2は略直方体状の外郭を有する室として形成されている。キャビネット2の一方の壁である第1壁2aは外部に向けて開放され、この開口を塞ぐように、次に説明するターンテーブル3が設けられている。 The shot processing is performed in the cabinet 2. In the present embodiment, the cabinet 2 is formed as a chamber having a substantially rectangular parallelepiped outer shell. The first wall 2a, which is one wall of the cabinet 2, is opened to the outside, and a turntable 3 described below is provided so as to close the opening.

ターンテーブル3は、略円形に形成されたテーブル状の部材の、一方の表面3aが水平になるように、かつ略円形の中心を鉛直軸心Cとして水平面内で回転自在に設けられることにより、構成されている。
ターンテーブル3上には、ターンテーブル3の上方の空間を略同形状の2つの区画S1、S2に区画するように、図2に示される2つの区画壁3bが、上面3aから垂直に立ち上がるように形成されている。図面を簡潔にするため、図1においては区画壁3bは省略している。
ターンテーブル3は、2つの区画S1、S2のいずれか一方がキャビネット2の第1壁2a側を向き、他方が第1壁2aとは反対側の第2壁2bを向くような状態で静止するように構成されている。図2に示されるように、キャビネット2には、第1壁2aの両端から、第1壁2a側に位置して第1壁2a側の区画S2を形成する区画壁3bへと連続するような区画壁2cが設けられており、ターンテーブル3が静止した際には、キャビネット2の区画壁2cとターンテーブル3の区画壁3bによってキャビネット2が密閉されるようになっている。これにより、キャビネット2内部におけるショット処理時のショット材や噴射空気の外部への漏出が抑制されている。
The turntable 3 is a table-shaped member formed in a substantially circular shape, and is rotatably provided in a horizontal plane so that one surface 3a is horizontal and the center of the substantially circular shape is a vertical axis C. It is configured.
On the turntable 3, the two partition walls 3b shown in FIG. 2 stand up vertically from the upper surface 3a so as to partition the space above the turntable 3 into two compartments S1 and S2 having substantially the same shape. Is formed in. In order to simplify the drawing, the partition wall 3b is omitted in FIG.
The turntable 3 stands still with one of the two compartments S1 and S2 facing the first wall 2a side of the cabinet 2 and the other facing the second wall 2b opposite to the first wall 2a. It is configured as follows. As shown in FIG. 2, the cabinet 2 is continuous from both ends of the first wall 2a to the partition wall 3b located on the first wall 2a side and forming the partition S2 on the first wall 2a side. A partition wall 2c is provided, and when the turntable 3 is stationary, the cabinet 2 is sealed by the partition wall 2c of the cabinet 2 and the partition wall 3b of the turntable 3. As a result, leakage of the shot material and the jet air during the shot processing inside the cabinet 2 to the outside is suppressed.

作業員Mは、キャビネット2の第1壁2aの外側に位置して、第1壁2a側の区画である設置区画S2における、ターンテーブル3の上面3a上に、ショット処理されるワークWを設置する。すると、ターンテーブル3が軸心Cを中心として180°回転し、設置されたワークWが、第2壁2b側の区画である処理区画S1へと移動する。
処理区画S1に移動したワークWは、後に説明するようにショット処理される。この処理中に作業員Mは、次に処理されるワークWを設置区画S2のターンテーブル3の上面3a上に設置する。
処理区画S1に移動したワークWのショット処理が終了すると、ターンテーブル3が軸心Cを中心として更に180°回転する。これにより、ショット処理されたワークWは設置区画S2へと移動し、同時にショット処理中に作業員Mが設置したワークWが処理区画S1内に移動する。ショット処理装置1が、この新たに処理区画S1に移動したワークWをショット処理する際に、作業員Mは、ショット処理されて設置区画S2へと移動したワークWを回収し、更に次にショット処理されるワークWを設置区画S2へ設置する。
このようにして、ワークWの設置とショット処理、及び回収が繰り返される。
The worker M is located outside the first wall 2a of the cabinet 2 and installs the work W to be shot processed on the upper surface 3a of the turntable 3 in the installation section S2 which is the section on the first wall 2a side. To do. Then, the turntable 3 rotates 180 ° about the axis C, and the installed work W moves to the processing section S1 which is the section on the second wall 2b side.
The work W that has moved to the processing section S1 is shot-processed as will be described later. During this process, the worker M installs the work W to be processed next on the upper surface 3a of the turntable 3 of the installation section S2.
When the shot processing of the work W moved to the processing section S1 is completed, the turntable 3 further rotates 180 ° around the axis C. As a result, the shot-processed work W moves to the installation section S2, and at the same time, the work W installed by the worker M during the shot process moves into the processing section S1. When the shot processing device 1 shots the work W newly moved to the processing section S1, the worker M collects the work W that has been shot processed and moved to the installation section S2, and then shoots. The work W to be processed is installed in the installation section S2.
In this way, the installation of the work W, the shot processing, and the collection are repeated.

噴射装置4は、圧縮空気が封入または連続供給されるタンクを備えている。タンクには、後に説明するショット循環装置6により、ショット、グリッド、カットワイヤー等のショット材が供給される。タンクと、ショット材をワークWに向けて噴射するノズル13との間には、ホース4aが設けられ、このホース4aによりショット材が圧縮空気とともにノズル13へと供給される。
ホース4aには、ショット材の供給量を調整するためのバルブ4bが設けられている。
バルブスタンドユニット5は、このバルブ4bを開閉制御する。
The injection device 4 includes a tank in which compressed air is filled or continuously supplied. Shot materials such as shots, grids, and cut wires are supplied to the tank by the shot circulation device 6 described later. A hose 4a is provided between the tank and the nozzle 13 that injects the shot material toward the work W, and the shot material is supplied to the nozzle 13 together with the compressed air by the hose 4a.
The hose 4a is provided with a valve 4b for adjusting the supply amount of the shot material.
The valve stand unit 5 controls the opening and closing of the valve 4b.

ショット循環装置6は、コンベア6a、バケットエレベータ6b、及びホッパ6cを備えている。
ワークWに向けて噴射されたショット材は、ワークWに衝突した後に、キャビネット2の床2dへと落下する。コンベア6aはキャビネット2の床2dに設けられており、落下したショット材をキャビネット2の外部へと搬出する。コンベア6aによって搬出されたショット材は、バケットエレベータ6bによってホッパ6cへと移動され、ホッパ6cに貯留される。ホッパ6cは、ショット材を噴射装置4へと供給する。
このように、ショット材は、ショット処理装置1内で循環して用いられる。
The shot circulation device 6 includes a conveyor 6a, a bucket elevator 6b, and a hopper 6c.
The shot material injected toward the work W falls to the floor 2d of the cabinet 2 after colliding with the work W. The conveyor 6a is provided on the floor 2d of the cabinet 2 and carries out the dropped shot material to the outside of the cabinet 2. The shot material carried out by the conveyor 6a is moved to the hopper 6c by the bucket elevator 6b and stored in the hopper 6c. The hopper 6c supplies the shot material to the injection device 4.
In this way, the shot material is circulated and used in the shot processing device 1.

次に、本実施形態におけるショット処理装置1によってショット処理される対象、すなわちワークWについて説明する。図3は、ショット処理装置1においてショット処理されるワークWの斜視図である。
本実施形態においては、ワークWは、内燃機関のシリンダブロックである。本実施形態及び図3においては、説明を簡単にするために、ワークWが略直方体状を成すように説明するが、これに限られないのは言うまでもない。
ワークWには、ピストンが挿通されるシリンダボアWaが、複数設けられている。これらシリンダボアWaの各々の周辺には、内燃機関の冷却を目的として冷却水を流し、循環せしめる管路である孔Wbが、複数設けられている。孔Wbは、例えば内径が9mm程度であり、ワークWの一方の表面Wcから反対側の表面Wdへと貫通して設けられている。図1、図2に示されるように、ショット処理時においては、この表面Wcがノズル13に対向した対向表面Wcとなり、その反対側である表面Wdがキャビネット2の第1壁2a側を向く反対側表面Wdとなるように、ターンテーブル3上に設置される。
Next, the target to be shot processed by the shot processing apparatus 1 in the present embodiment, that is, the work W will be described. FIG. 3 is a perspective view of the work W to be shot processed by the shot processing device 1.
In the present embodiment, the work W is a cylinder block of an internal combustion engine. In the present embodiment and FIG. 3, for the sake of simplicity, the work W will be described as having a substantially rectangular parallelepiped shape, but it goes without saying that the work W is not limited to this.
The work W is provided with a plurality of cylinder bores Wa through which the piston is inserted. Around each of these cylinder bores Wa, a plurality of holes Wb, which are conduits through which cooling water is flowed and circulated for the purpose of cooling the internal combustion engine, are provided. The hole Wb has, for example, an inner diameter of about 9 mm, and is provided so as to penetrate from one surface Wc of the work W to the surface Wd on the opposite side. As shown in FIGS. 1 and 2, at the time of shot processing, this surface Wc becomes the opposite surface Wc facing the nozzle 13, and the surface Wd on the opposite side faces the first wall 2a side of the cabinet 2. It is installed on the turntable 3 so as to have a side surface Wd.

ターンテーブル3上には、ワークWがターンテーブル3の上面3a上のある程度定まった範囲内の位置に設けられるように、複数の位置決め部材3cが設けられている。位置決め部材3cは、ワークWの形状に沿った形状に形成されているのが望ましい。本実施形態においては、ワークWは略直方体状を成すものとしているため、位置決め部材3cはその角部Wgに対応するようにL字状を成すように形成されている。位置決め部材3cは、上面3a上に設けられたワークWの4つの角部Wgに対応して、L字形状の内側に位置する各面が、ワークWの角部Wg近傍に位置する表面の各々と対向し、ワークWの外方を囲うように設けられている。
本実施形態においては、既に説明したように、設置区画S2におけるワークWの設置は作業員Mにより人手で行われる。位置決め部材3cがワークWに密着するように設けられていると、この設置作業が容易ではなくなる。したがって、ワークWが設置されたときにワークWと位置決め部材3cとの間に間隔が空くように、位置決め部材3cは設けられている。このため、処理区画S1において処理されるワークWの位置や、姿勢すなわち設置角度は、上記の間隔の許す範囲で、厳密には常に異なるものとなる。
A plurality of positioning members 3c are provided on the turntable 3 so that the work W is provided at a position within a certain range on the upper surface 3a of the turntable 3. It is desirable that the positioning member 3c is formed in a shape that conforms to the shape of the work W. In the present embodiment, since the work W is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, the positioning member 3c is formed in an L shape so as to correspond to the corner portion Wg thereof. In the positioning member 3c, each surface located inside the L-shape corresponds to the four corners Wg of the work W provided on the upper surface 3a, and each of the surfaces located in the vicinity of the corners Wg of the work W. It is provided so as to face the outside of the work W and surround the outside of the work W.
In the present embodiment, as described above, the work W is manually installed in the installation section S2 by the worker M. If the positioning member 3c is provided so as to be in close contact with the work W, this installation work becomes difficult. Therefore, the positioning member 3c is provided so that there is a gap between the work W and the positioning member 3c when the work W is installed. Therefore, the position, posture, that is, the installation angle of the work W processed in the processing section S1 is strictly always different within the range allowed by the above interval.

本実施形態のショット処理装置1は、上記のようなワークWの、特に孔Wbの内部の壁面をショット処理する。このため、実際にショット処理装置1によってショット処理されるワークWは、既に他のショット処理装置によって孔Wb以外の表面がショット処理されたものである。すなわち、ショット処理装置1は、一般のショット処理装置によってショット処理が容易ではない孔Wbの内部のショット処理のために、一般のショット処理装置によるショット処理の後処理として、特に好適に用いられ得る。
このように、ワークWの孔Wbのショット処理を適切に実行可能とするための、ショット処理装置1のノズル移動機構11とノズル部12の形態について、次に説明する。
The shot processing device 1 of the present embodiment shots the wall surface of the work W as described above, particularly the inner wall surface of the hole Wb. Therefore, in the work W that is actually shot processed by the shot processing device 1, the surface other than the holes Wb has already been shot processed by another shot processing device. That is, the shot processing device 1 can be particularly preferably used as a post-processing of the shot processing by the general shot processing device for the shot processing inside the hole Wb, which is not easy to perform the shot processing by the general shot processing device. ..
As described above, the form of the nozzle moving mechanism 11 and the nozzle portion 12 of the shot processing device 1 for appropriately executing the shot processing of the hole Wb of the work W will be described below.

ノズル移動機構11には、ノズル13を有するノズル部12が固定されており、ノズル13のワークWに対する位置及び姿勢を変更可能に構成されている。
図4は、ノズル移動機構11の側面図である。図5(a)は、ノズル移動機構11のノズル部12近傍の側面図であり、図5(b)はノズル部12の平面図である。本実施形態においては、ノズル移動機構11は、例えば6軸ロボット、7軸ロボット等の、多関節のアームを有する産業用ロボットである。ノズル移動機構11は、台座11a、基部11c、長尺の下腕部11eと上腕部11g及び先端腕部11iを備えている。
A nozzle portion 12 having a nozzle 13 is fixed to the nozzle moving mechanism 11, and the position and orientation of the nozzle 13 with respect to the work W can be changed.
FIG. 4 is a side view of the nozzle moving mechanism 11. FIG. 5A is a side view of the vicinity of the nozzle portion 12 of the nozzle moving mechanism 11, and FIG. 5B is a plan view of the nozzle portion 12. In the present embodiment, the nozzle moving mechanism 11 is an industrial robot having an articulated arm, such as a 6-axis robot or a 7-axis robot. The nozzle moving mechanism 11 includes a pedestal 11a, a base portion 11c, a long lower arm portion 11e, an upper arm portion 11g, and a tip arm portion 11i.

台座11aは、水平に設けられた床面FLに固定されている。基部11cは、床面FLに対して垂直に設けられた第1軸部11bを中心として、台座11aに対して水平面内で回転自在に、台座11a上に設けられている。
下腕部11eは、一端が水平に設けられた第2軸部11dにより基部11cに接続されて、基部11cにより支持されている。下腕部11eは、第2軸部11dを中心として基部11cに対して回転可能に設けられている。
下腕部11eの他端には、上腕部11gの一端が、下腕部11eに対して直交して設けられた第3軸部11fにより接続されている。これにより、上腕部11gは、第3軸部11fを中心として下腕部11eに対して回転可能に設けられ、下腕部11eにより支持されている。
上腕部11gの他端には、先端腕部11iが、上腕部11gに対して直交して設けられた第4軸部11hにより接続されている。これにより、先端腕部11iは、第4軸部11hを中心として上腕部11gに対して回転可能に設けられ、上腕部11gにより支持されている。
先端腕部11iには、図5(a)に示されるようにノズル部12が、先端腕部11iの軸11jを中心として回転自在に設けられている。
The pedestal 11a is fixed to a horizontally provided floor surface FL. The base portion 11c is provided on the pedestal 11a so as to be rotatable in a horizontal plane with respect to the pedestal 11a, centering on the first shaft portion 11b provided perpendicular to the floor surface FL.
The lower arm portion 11e is connected to the base portion 11c by a second shaft portion 11d having one end horizontally provided, and is supported by the base portion 11c. The lower arm portion 11e is rotatably provided with respect to the base portion 11c about the second shaft portion 11d.
One end of the upper arm portion 11g is connected to the other end of the lower arm portion 11e by a third shaft portion 11f provided orthogonal to the lower arm portion 11e. As a result, the upper arm portion 11g is rotatably provided with respect to the lower arm portion 11e about the third shaft portion 11f, and is supported by the lower arm portion 11e.
The tip arm portion 11i is connected to the other end of the upper arm portion 11g by a fourth shaft portion 11h provided orthogonal to the upper arm portion 11g. As a result, the tip arm portion 11i is rotatably provided with respect to the upper arm portion 11g about the fourth shaft portion 11h, and is supported by the upper arm portion 11g.
As shown in FIG. 5A, the tip arm portion 11i is provided with a nozzle portion 12 rotatably around the axis 11j of the tip arm portion 11i.

このように、ノズル移動機構11は、下腕部11e、上腕部11g、先端腕部11iにより構成されたアームを備えた構成となっている。ノズル部12は、基部11cや各腕部11e、11g、11iの、各軸部11b、11d、11f、11h、11jにおける回転により、キャビネット2内に設けられたワークWに対するノズル部12の位置、及び姿勢、すなわち角度が変更自在となるように設けられている。
各軸部11b、11d、11f、11h、11jには、基部11cや各腕部11e、11g、11i、及びノズル部12の回転角を出力可能な、図示されないサーボモータが設けられている。これらサーボモータの出力信号は、後述する制御装置16に送信される。
ノズル移動機構11には、キャビネット2内に飛散するショット材の衝突を抑制するため、ジャケットが装着されている。
As described above, the nozzle moving mechanism 11 is configured to include an arm composed of a lower arm portion 11e, an upper arm portion 11g, and a tip arm portion 11i. The nozzle portion 12 is the position of the nozzle portion 12 with respect to the work W provided in the cabinet 2 by the rotation of the base portion 11c and the arm portions 11e, 11g, 11i at the shaft portions 11b, 11d, 11f, 11h, 11j. And the posture, that is, the angle is provided so as to be freely changeable.
Each shaft portion 11b, 11d, 11f, 11h, 11j is provided with a servomotor (not shown) capable of outputting the rotation angles of the base portion 11c, the arm portions 11e, 11g, 11i, and the nozzle portion 12. The output signals of these servomotors are transmitted to the control device 16 described later.
A jacket is attached to the nozzle moving mechanism 11 in order to suppress collision of shot materials scattered in the cabinet 2.

ノズル部12は、ノズル13と、サーボモータ14を備えている。本実施形態においては、ノズル部12は長尺に形成された1つのノズル13と、1つのサーボモータ14を備えている。 The nozzle portion 12 includes a nozzle 13 and a servomotor 14. In the present embodiment, the nozzle portion 12 includes one nozzle 13 formed in a long length and one servomotor 14.

図6は、ノズル13の断面図であり、図5(b)のB−B断面図である。ノズル13は、先端13bが閉塞された円筒状のノズル本体13aを備え、先端13bの側面13cには、円筒状の内部Iと外部Oを連通せしめる貫通孔13dが開設されている。より詳細には、ノズル本体13aの先端13bは、ノズル本体13aの中心軸線NDに略直交するように設けられた先端壁面13eにより閉塞されている。すなわち、ノズル13の中心軸線NDに対する先端壁面13eの角度φが略90°となっている。
ノズル本体13aの、先端13bとは反対側の端部には、既に説明したホース4aの、噴射装置4とは反対側の端部が接合されている。これにより、噴射装置4から噴射されたショット材は、ホース4aを介してノズル本体13aの内部Iへと到達した後、先端壁面13eに衝突、反射して、貫通孔13dから外部Oに噴射される。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the nozzle 13, and is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5 (b). The nozzle 13 includes a cylindrical nozzle body 13a in which the tip 13b is closed, and a through hole 13d for communicating the cylindrical inner I and the outer O is provided on the side surface 13c of the tip 13b. More specifically, the tip 13b of the nozzle body 13a is closed by a tip wall surface 13e provided so as to be substantially orthogonal to the central axis ND of the nozzle body 13a. That is, the angle φ of the tip wall surface 13e with respect to the central axis ND of the nozzle 13 is approximately 90 °.
The end of the nozzle body 13a on the opposite side of the tip 13b is joined to the end of the hose 4a described above on the opposite side of the injection device 4. As a result, the shot material injected from the injection device 4 reaches the inside I of the nozzle body 13a via the hose 4a, then collides with and reflects on the tip wall surface 13e, and is injected from the through hole 13d to the outside O. To.

先端壁面13eはノズル13の中心軸線NDに対して略直交するように設けられているが、ショット材は高速でノズル本体13aの内部Iを移動するため、その勢いで、ショット材は概ね、斜め前方向ODへと噴射される。このため、ノズル13がワークWの孔Wb内に挿入された場合においては、ショット材は孔Wbの内壁を乱反射しつつ、前方へと進行する。したがって、このようなノズル13を用いて孔Wb内をショット処理する際においては、ノズル13を孔Wbの最奥まで挿入する必要がない。
本実施形態においては、ノズル13の外径は7mm程度であり、上記のような内径が9mm程度の孔Wbの内部に、ショット材を噴射させつつ、150mm程度の深さまで挿入することで、孔Wbをショット処理する。このため、孔Wbとノズル13とのクリアランスは、わずか2mm程度となる。
The tip wall surface 13e is provided so as to be substantially orthogonal to the central axis ND of the nozzle 13, but since the shot material moves inside I of the nozzle body 13a at high speed, the shot material is generally oblique due to the momentum. It is ejected to the forward OD. Therefore, when the nozzle 13 is inserted into the hole Wb of the work W, the shot material advances forward while diffusely reflecting on the inner wall of the hole Wb. Therefore, when the shot processing is performed in the hole Wb using such a nozzle 13, it is not necessary to insert the nozzle 13 all the way into the hole Wb.
In the present embodiment, the outer diameter of the nozzle 13 is about 7 mm, and the hole is inserted to a depth of about 150 mm while injecting a shot material into the hole Wb having an inner diameter of about 9 mm as described above. Shot processing of Wb. Therefore, the clearance between the hole Wb and the nozzle 13 is only about 2 mm.

サーボモータ14は、ノズル13を、中心軸線NDを中心とした周方向に回転させる。これにより、貫通孔13dの位置が周方向に回転するため、ショット材が中心軸線NDを中心とした様々な方向に向けて噴射される。サーボモータ14の回転角は、制御装置16へと送信される。 The servomotor 14 rotates the nozzle 13 in the circumferential direction about the central axis ND. As a result, the position of the through hole 13d rotates in the circumferential direction, so that the shot material is injected in various directions centered on the central axis ND. The rotation angle of the servomotor 14 is transmitted to the control device 16.

制御装置16は、例えばパーソナルコンピューターや制御盤等の情報処理装置である。入力装置17は、制御装置16に対応して設けられた、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタン等である。
制御装置16は、ノズル移動機構11の各部に設けられたサーボモータ等により、各軸部11b、11d、11f、11h、11jにおける回転量を把握できるように構成されている。これにより、制御装置16はノズル移動機構11の現在の姿勢を、すなわち、ノズル13の空間的な位置や姿勢を、正確に把握することができる。
制御装置16は同様に、ノズル部12のサーボモータ14から、ノズル13の回転量を把握できるように構成されている。これにより、制御装置16はノズル13の貫通孔13dの位置を、すなわち、ショット材の噴射方向を把握することができる。
The control device 16 is an information processing device such as a personal computer or a control panel. The input device 17 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, an operation button, or the like, which is provided corresponding to the control device 16.
The control device 16 is configured so that the amount of rotation in each of the shaft portions 11b, 11d, 11f, 11h, and 11j can be grasped by a servomotor or the like provided in each portion of the nozzle moving mechanism 11. As a result, the control device 16 can accurately grasp the current posture of the nozzle moving mechanism 11, that is, the spatial position and posture of the nozzle 13.
Similarly, the control device 16 is configured so that the rotation amount of the nozzle 13 can be grasped from the servomotor 14 of the nozzle unit 12. As a result, the control device 16 can grasp the position of the through hole 13d of the nozzle 13, that is, the injection direction of the shot material.

既に説明したように、ターンテーブル3に設置されたワークWは、位置決め部材3cによってある程度の位置決めはされてはいるが、ワークWと位置決め部材3cの間に設けられた間隔の範囲内で、ワークWの位置や姿勢にはばらつきがある。
にもかかわらず、ショット処理装置1は、ノズル13をワークWの孔Wb内に挿入して孔Wbをショット処理するものである。更には上記のように、孔Wbとノズル13とのクリアランスが、わずか2mm程度となるような状況も生じ得る。このため、制御装置16が、ノズル移動機構11によってノズル13を常に既定の空間位置に配して既定の方向に挿入移動させるようにした場合においては、ノズル13が孔Wbの内壁に衝突し、ノズル13とワークWのいずれか一方、または双方が損傷する可能性がある。これを抑制するために、本実施形態の制御装置16は、ワークWの設置された位置や姿勢を三次元情報取得センサ15によって把握して、これを基に、ノズル13の位置や姿勢を調整する。
以降、三次元情報取得センサ15を説明したうえで、制御装置16の更に詳細な処理内容を説明する。
As described above, the work W installed on the turntable 3 is positioned to some extent by the positioning member 3c, but the work W is within the range of the interval provided between the work W and the positioning member 3c. There are variations in the position and posture of W.
Nevertheless, the shot processing device 1 inserts the nozzle 13 into the hole Wb of the work W to perform shot processing of the hole Wb. Further, as described above, a situation may occur in which the clearance between the hole Wb and the nozzle 13 is only about 2 mm. Therefore, when the control device 16 always arranges the nozzle 13 at a predetermined space position and inserts and moves it in a predetermined direction by the nozzle moving mechanism 11, the nozzle 13 collides with the inner wall of the hole Wb. Either or both of the nozzle 13 and the work W may be damaged. In order to suppress this, the control device 16 of the present embodiment grasps the position and posture in which the work W is installed by the three-dimensional information acquisition sensor 15, and adjusts the position and posture of the nozzle 13 based on this. To do.
Hereinafter, after explaining the three-dimensional information acquisition sensor 15, further detailed processing contents of the control device 16 will be described.

三次元情報取得センサ15は、図1、図2に示されるように、キャビネット2の、ターンテーブル3が設けられた第1壁2aとは反対側の第2壁2bに、ターンテーブル3上に設置されたワークWと略同程度の高さ位置に設けられている。三次元情報取得センサ15は、処理区画S1内に設けられたワークWを三次元的に撮像して、ワークWの位置姿勢情報を取得する。この撮像を遮らないように、ノズル移動機構11は、ワークWと三次元情報取得センサ15とを結ぶ直線L(図2参照)上に位置しないように、キャビネット2の第1壁2aと第2壁2bを水平方向に結ぶ第3壁2eの近くに設けられている。
三次元情報取得センサ15は、センサ本体15aと、筐体15b、及びシャッタ15cを備えている。センサ本体15aは、例えばカメラであり、撮像処理を行う。筐体15bは、センサ本体15aを内部に格納して、外部、すなわちキャビネット2内の雰囲気からセンサ本体15aを隔離する。筐体15bには開口部15dが開設されており、シャッタ15cはこの開口部15dを開閉自在に設けられている。シャッタ15cは、センサ本体15aによってワークWを撮像する際に開口部15dが開状態とされるように設けられている。このような構成により、撮像時には、シャッタ15cが開状態とされて、センサ本体15aは開口部15dを介してワークWを撮像できる状態となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the three-dimensional information acquisition sensor 15 is mounted on the turntable 3 on the second wall 2b of the cabinet 2 opposite to the first wall 2a on which the turntable 3 is provided. It is provided at a height approximately equal to that of the installed work W. The three-dimensional information acquisition sensor 15 three-dimensionally images the work W provided in the processing section S1 to acquire the position / orientation information of the work W. The nozzle moving mechanism 11 is located on the first wall 2a and the second wall 2a of the cabinet 2 so as not to be located on the straight line L (see FIG. 2) connecting the work W and the three-dimensional information acquisition sensor 15 so as not to block the imaging. It is provided near the third wall 2e that connects the walls 2b in the horizontal direction.
The three-dimensional information acquisition sensor 15 includes a sensor main body 15a, a housing 15b, and a shutter 15c. The sensor body 15a is, for example, a camera, and performs imaging processing. The housing 15b houses the sensor body 15a inside and isolates the sensor body 15a from the outside, that is, the atmosphere inside the cabinet 2. An opening 15d is provided in the housing 15b, and the shutter 15c is provided so that the opening 15d can be opened and closed. The shutter 15c is provided so that the opening 15d is opened when the work W is imaged by the sensor body 15a. With such a configuration, at the time of imaging, the shutter 15c is opened and the sensor body 15a is in a state where the work W can be imaged through the opening 15d.

本実施形態においては、三次元情報取得センサ15は、1台のセンサ本体15aと、センサ本体15aとは異なる位置に設けられた、図示されないプロジェクタを備えている。このような種類の三次元情報取得センサ15は、プロジェクタからグレイコードパターンや位相シフトパターンを投影してその瞬間をセンサ本体15aにより撮像することで、1つのセンサ本体15aと1つのプロジェクタによって三角測量により対象物を三次元計測する。
三次元情報取得センサ15はこれに限られず、プロジェクタと2台のカメラを用いる種類のものなど、他の形態のものであってもよい。
In the present embodiment, the three-dimensional information acquisition sensor 15 includes one sensor main body 15a and a projector (not shown) provided at a position different from the sensor main body 15a. This type of three-dimensional information acquisition sensor 15 projects a Gray code pattern or a phase shift pattern from a projector and captures the moment with the sensor body 15a, thereby performing triangulation with one sensor body 15a and one projector. Measures the object three-dimensionally.
The three-dimensional information acquisition sensor 15 is not limited to this, and may be of another form such as a type using a projector and two cameras.

図7は、ショット処理装置1のブロック図である。制御装置16は、モデルデータ格納部20、位置姿勢変位計算部21、パターン格納部22、及びノズル移動制御部23を備えている。 FIG. 7 is a block diagram of the shot processing device 1. The control device 16 includes a model data storage unit 20, a position / attitude / displacement calculation unit 21, a pattern storage unit 22, and a nozzle movement control unit 23.

モデルデータ格納部20には、ワークWの三次元モデルデータが格納されている。 The model data storage unit 20 stores the three-dimensional model data of the work W.

パターン格納部22には、ワークWが処理区画S1内の基準位置及び基準姿勢に設置された際の、ノズル13の基準動作パターンが格納されている。図8は、基準位置及び基準姿勢にワークWが設置された際の、ワークWの孔Wb1、Wb2と、当該孔Wbに対して位置づけられたノズル13との関係を示す説明図である。説明を簡単にするために、ショット処理装置1は、水平方向に離間するようにワークWに設けられた2つの孔Wb1、Wb2をショット処理する場合を説明する。 The pattern storage unit 22 stores the reference operation pattern of the nozzle 13 when the work W is installed at the reference position and the reference posture in the processing section S1. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the holes Wb1 and Wb2 of the work W and the nozzle 13 positioned with respect to the hole Wb when the work W is installed at the reference position and the reference posture. For the sake of simplicity, the shot processing apparatus 1 describes a case where the shot processing is performed on the two holes Wb1 and Wb2 provided in the work W so as to be separated from each other in the horizontal direction.

ノズル13の基準動作パターンは、ワークWのショット処理対象となる全ての孔Wb1、Wb2をショット処理するための、ノズル移動機構11の動作パターンである。
孔Wb1、Wb2の各々には、これらの孔Wb1、Wb2をショット処理するに際し、孔Wb1、Wb2の各々に対応してショット処理位置P1、P2が設定されている。ショット処理位置P1、P2は、三次元空間における所定の原点座標を基準とした際の、ノズル13の先端13bが位置する座標値である。ショット処理位置P1、P2の各々は、三次元空間すなわち処理区画S1において、孔Wb1、Wb2の各々の中心軸線PCを、ワークWの外の、ノズル13が位置する側に向けて延長した直線上に設定されている。
また、孔Wb1、Wb2の各々に対応して、ショット処理位置P1、P2におけるノズル13の姿勢角度A1、A2が設定されている。姿勢角度A1、A2は、三次元空間における所定の直線を基準とした際の、当該直線に対するノズル13の中心軸線NDの角度である。ノズル13の姿勢角度A1、A2は、ノズル13の先端13bをショット処理位置P1、P2に位置づけた際に、ノズル本体13aの中心軸線NDが、孔Wb1、Wb2の各々の中心軸線PCをノズル13が位置する側に向けて延長した直線と一致するように設定されている。
The reference operation pattern of the nozzle 13 is an operation pattern of the nozzle moving mechanism 11 for shot processing all the holes Wb1 and Wb2 to be shot processed by the work W.
Shot processing positions P1 and P2 are set in each of the holes Wb1 and Wb2 corresponding to the holes Wb1 and Wb2 when the holes Wb1 and Wb2 are shot. The shot processing positions P1 and P2 are coordinate values at which the tip 13b of the nozzle 13 is located with reference to a predetermined origin coordinate in the three-dimensional space. Each of the shot processing positions P1 and P2 is on a straight line extending the central axis PCs of the holes Wb1 and Wb2 from the work W toward the side where the nozzle 13 is located in the three-dimensional space, that is, the processing section S1. Is set to.
Further, the posture angles A1 and A2 of the nozzle 13 at the shot processing positions P1 and P2 are set corresponding to each of the holes Wb1 and Wb2. The posture angles A1 and A2 are angles of the central axis ND of the nozzle 13 with respect to a predetermined straight line in the three-dimensional space. Regarding the posture angles A1 and A2 of the nozzle 13, when the tip 13b of the nozzle 13 is positioned at the shot processing positions P1 and P2, the central axis ND of the nozzle body 13a makes the central axis PC of the holes Wb1 and Wb2 the nozzle 13 Is set to coincide with a straight line extending toward the side where is located.

基準動作パターンには、上記のようなショット処理位置P1、P2とノズル13の姿勢角度A1、A2が、各孔Wb1、Wb2に対して登録されている。
後に説明するノズル移動制御部23は、ワークWがターンテーブル3上の処理区画S1内に設置されると、まず孔Wb1をショット処理するために、ノズル13を、先端13bがショット処理位置P1に位置して姿勢角度A1とノズル本体13aの中心軸線NDが一致するように位置づける。その後、ノズル13を孔Wb1内に挿入し、ショット処理を行う。上記のようにノズル13の位置、姿勢を設定すると、ノズル13を孔Wb1内に挿入しても、ノズル13は孔Wb1の内壁に接触しない。孔Wb1内のショット処理が終了すると、ノズル移動制御部23はノズル13を孔Wb1から抜去して、先端13bがショット処理位置P1に位置して姿勢角度A1とノズル本体13aの中心軸線NDが一致するように再度位置づけた後、ノズル13を孔Wb2の方向へ移動し、先端13bがショット処理位置P2に位置して姿勢角度A2とノズル本体13aの中心軸線NDが一致するように位置づける。その後、ノズル13を孔Wb2内に挿入し、ショット処理を行う。孔Wb2内のショット処理が終了すると、ノズル移動制御部23はノズル13を孔Wb2から抜去して、ワークWから離間させる。
In the reference operation pattern, the shot processing positions P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 of the nozzle 13 as described above are registered for the holes Wb1 and Wb2, respectively.
When the work W is installed in the processing section S1 on the turntable 3, the nozzle movement control unit 23, which will be described later, first places the nozzle 13 at the shot processing position P1 in order to perform shot processing on the hole Wb1. Position it so that the attitude angle A1 and the central axis ND of the nozzle body 13a coincide with each other. After that, the nozzle 13 is inserted into the hole Wb1 and a shot process is performed. When the position and orientation of the nozzle 13 are set as described above, the nozzle 13 does not come into contact with the inner wall of the hole Wb1 even if the nozzle 13 is inserted into the hole Wb1. When the shot processing in the hole Wb1 is completed, the nozzle movement control unit 23 removes the nozzle 13 from the hole Wb1, the tip 13b is located at the shot processing position P1, and the posture angle A1 and the central axis ND of the nozzle body 13a coincide with each other. After repositioning, the nozzle 13 is moved in the direction of the hole Wb2, and the tip 13b is positioned at the shot processing position P2 so that the posture angle A2 and the central axis ND of the nozzle body 13a coincide with each other. After that, the nozzle 13 is inserted into the hole Wb2 and a shot process is performed. When the shot processing in the hole Wb2 is completed, the nozzle movement control unit 23 removes the nozzle 13 from the hole Wb2 and separates it from the work W.

上記のような一連の動作パターンが、ワークWに対する基準動作パターンとして登録されている。このように、基準動作パターンは、孔Wb1、Wb2の内部をショット処理するように構築されている。
基準動作パターンは、本実施形態においては、産業用ロボットとして構成されたノズル移動機構11に対して、図示されないティーチペンダント等を介して、ティーチングによって作成されたプログラムである。
A series of operation patterns as described above is registered as a reference operation pattern for the work W. As described above, the reference operation pattern is constructed so as to perform shot processing inside the holes Wb1 and Wb2.
In the present embodiment, the reference operation pattern is a program created by teaching the nozzle moving mechanism 11 configured as an industrial robot via a teach pendant or the like (not shown).

ノズル移動機構11が上記のような基準動作パターンに従って動作した際に、ノズル13と孔Wb1、Wb2が衝突しないためには、ワークWが所定の位置に、所定の姿勢で、より詳細には基準動作パターンが作成されたときにワークWが設置された位置、姿勢と同一の状態で、設置されている必要がある。処理区画S1内の基準位置、基準姿勢は、この所定の位置、姿勢を指す。
基準位置は、例えば、三次元空間における位置決め部材3cに囲われて位置する、図8に示される座標値BPである。また、基準姿勢は、三次元空間における位置決め部材3cに囲われた領域を通過する直線BAの傾斜角度である。例えば図8においては、ワークWの特定の点、例えば図中左下に位置する角部Wgが基準点Weとして基準位置BPに一致し、ワークWの特定の辺、例えば図中下側に位置する辺Wfが基準辺Wfとして基準姿勢BAに一致するときに、ワークWは基準位置、基準姿勢に設置されているといえる。
このように、処理区画S1上に基準位置BP、基準姿勢BAが設定され、これら基準位置BP、基準姿勢BAに合致して設置されているワークWに対して、基準動作パターンは構築されている。
When the nozzle moving mechanism 11 operates according to the reference operation pattern as described above, the work W is placed in a predetermined position, in a predetermined posture, and more specifically as a reference so that the nozzle 13 and the holes Wb1 and Wb2 do not collide with each other. It is necessary that the work W is installed in the same position and posture as when the operation pattern is created. The reference position and the reference posture in the processing section S1 refer to the predetermined position and the posture.
The reference position is, for example, the coordinate value BP shown in FIG. 8 which is located surrounded by the positioning member 3c in the three-dimensional space. The reference posture is the inclination angle of the straight line BA passing through the region surrounded by the positioning member 3c in the three-dimensional space. For example, in FIG. 8, a specific point of the work W, for example, a corner portion Wg located at the lower left in the figure coincides with the reference position BP as a reference point We, and is located on a specific side of the work W, for example, at the lower side in the figure. When the side Wf coincides with the reference posture BA as the reference side Wf, it can be said that the work W is installed at the reference position and the reference posture.
In this way, the reference position BP and the reference posture BA are set on the processing section S1, and the reference operation pattern is constructed for the work W installed in accordance with the reference position BP and the reference posture BA. ..

次に、位置姿勢変位計算部21とノズル移動制御部23を説明する。ここではまず、図9として示される場合の各々の動作を説明した後に、図10、図11として示される場合の動作を説明する。
図9は、基準位置BAからワークWがずれて設置された場合の、ワークWの孔Wb1、Wb2と、当該孔Wb1、Wb2に対して位置づけられたノズル13との関係を示す説明図である。図9においては、ワークWが、基準位置BPから図中右上方向に、姿勢すなわち傾きを保った状態で移動している。より詳細には、ワークWは、図中右方向に距離Dx、及び上方向に距離Dyだけ、基準位置BPから変位して位置している。
Next, the position / attitude displacement calculation unit 21 and the nozzle movement control unit 23 will be described. Here, first, each operation in the case shown as FIG. 9 will be described, and then the operation in the case shown in FIGS. 10 and 11 will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the holes Wb1 and Wb2 of the work W and the nozzles 13 positioned with respect to the holes Wb1 and Wb2 when the work W is installed so as to be displaced from the reference position BA. .. In FIG. 9, the work W is moving from the reference position BP in the upper right direction in the figure while maintaining the posture, that is, the inclination. More specifically, the work W is displaced from the reference position BP by a distance Dx in the right direction and a distance Dy in the upward direction in the drawing.

三次元情報取得センサ15は、図9のように変位して位置しているワークWを撮像し、位置姿勢情報を位置姿勢変位計算部21に送信する。位置姿勢変位計算部21は、このワークWが現状設置された状態における位置姿勢情報を三次元情報取得センサ15から受信する。位置姿勢変位計算部21は、このワークWに対応する三次元モデルデータをパターン格納部22から取得し、これが基準位置BPに基準姿勢BAで設けられた場合のデータである基準位置姿勢データを作成する。位置姿勢変位計算部21は、この基準位置姿勢データと受信した位置姿勢情報を比較することにより、ワークWの基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算する。
図9の場合においては、基準位置BPからの位置としては、距離Dx、Dy及びこの各々の変位の方向が計算される。なお、この場合においては、ワークWの傾きは保たれているため、姿勢の変位はないものと計算される。
The three-dimensional information acquisition sensor 15 images the work W that is displaced and located as shown in FIG. 9, and transmits the position / orientation information to the position / attitude / displacement calculation unit 21. The position / attitude / displacement calculation unit 21 receives the position / attitude information in the state where the work W is currently installed from the three-dimensional information acquisition sensor 15. The position / attitude / displacement calculation unit 21 acquires the three-dimensional model data corresponding to the work W from the pattern storage unit 22, and creates the reference position / attitude data which is the data when the reference position BP is provided with the reference attitude BA. To do. The position-posture displacement calculation unit 21 calculates the position-posture displacement from the reference position-posture data of the work W by comparing the reference position-posture data with the received position-posture information.
In the case of FIG. 9, as the position from the reference position BP, the distances Dx, Dy and the directions of displacement of each are calculated. In this case, since the inclination of the work W is maintained, it is calculated that there is no displacement of the posture.

上記のような比較は、例えば、三次元モデルデータに対応して登録された特徴点と、位置姿勢情報から抽出された特徴点がどの程度一致しているかにより行われ得る。特徴点としては、例えば図3に示されるようなシリンダブロックにおいては、外形の輪郭形状や、シリンダボアWaの輪郭形状等が採用され得る。例えば、これらの輪郭形状を基準位置姿勢データと三次元情報取得センサ15から受信した位置姿勢情報とで比較して、一致した部分の総長が所定の閾値よりも高い場合に、これらデータのマッチング率が高いと判定して、ワークWの位置姿勢を特定することができる。
本実施形態においては、このように、三次元情報取得センサ15によって取得された位置姿勢情報から輪郭形状を抽出して三次元的に基準位置姿勢データすなわち三次元モデルデータと比較している。このため、例えばワークWの輪郭部分に欠損等の不良が生じたりしている場合には、これを検出することができる。
The above comparison can be performed, for example, by how much the feature points registered corresponding to the three-dimensional model data and the feature points extracted from the position / orientation information match. As the feature points, for example, in the cylinder block as shown in FIG. 3, the contour shape of the outer shape, the contour shape of the cylinder bore Wa, and the like can be adopted. For example, when these contour shapes are compared with the reference position / orientation data and the position / orientation information received from the three-dimensional information acquisition sensor 15, and the total length of the matching portions is higher than a predetermined threshold, the matching rate of these data is high. Can be determined to be high, and the position and orientation of the work W can be specified.
In this embodiment, the contour shape is extracted from the position / orientation information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15 and compared three-dimensionally with the reference position / orientation data, that is, the three-dimensional model data. Therefore, for example, when a defect such as a defect occurs in the contour portion of the work W, this can be detected.

位置姿勢変位計算部21は、計算したワークWの位置及び姿勢の変位をノズル移動制御部23へ送信する。
なお、位置姿勢変位計算部21は、本実施形態においては制御装置16内に設けられるように説明したが、例えば三次元情報取得センサ15内の処理系として、位置姿勢変位計算部21に相当する機能が実現されていてもよい。
The position / orientation displacement calculation unit 21 transmits the calculated displacement of the position and orientation of the work W to the nozzle movement control unit 23.
Although the position / posture / displacement calculation unit 21 has been described as being provided in the control device 16 in the present embodiment, it corresponds to the position / posture / displacement calculation unit 21 as a processing system in the three-dimensional information acquisition sensor 15, for example. The function may be realized.

ノズル移動制御部23は、位置姿勢変位計算部21からワークWの位置及び姿勢の変位を受信する。ノズル移動制御部23は、これを基に、ノズル13の基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11を制御してノズル13を移動させる。
例えば、図9の孔Wb1の場合においては、ノズル移動制御部23は、孔Wb1のショット処理位置P1に対して、距離Dx、Dyだけ各々対応する方向に加算し補正した、補正されたショット処理位置P1cを算出する。
また、ノズル移動制御部23は、孔Wb1に対する姿勢角度A1に対しても、同様に姿勢の変位を加算、補正した、補正された姿勢角度A1cを算出する。この場合においては、ワークWの姿勢に変位はないため、姿勢角度A1は補正されず、結果として姿勢角度A1と補正された姿勢角度A1cは同一である。
ノズル移動制御部23は、孔Wb2についても同様に、補正されたショット処理位置P2cと補正された姿勢角度A2cを算出する。
The nozzle movement control unit 23 receives the displacement of the position and attitude of the work W from the position / attitude displacement calculation unit 21. The nozzle movement control unit 23 corrects the reference operation pattern of the nozzle 13 based on this, and controls the nozzle movement mechanism 11 based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle 13.
For example, in the case of the hole Wb1 of FIG. 9, the nozzle movement control unit 23 adds and corrects the shot processing position P1 of the hole Wb1 by the distances Dx and Dy in the corresponding directions, respectively, for the corrected shot processing. The position P1c is calculated.
Further, the nozzle movement control unit 23 also calculates the corrected posture angle A1c by adding and correcting the posture displacement with respect to the posture angle A1 with respect to the hole Wb1. In this case, since there is no displacement in the posture of the work W, the posture angle A1 is not corrected, and as a result, the posture angle A1 and the corrected posture angle A1c are the same.
Similarly, the nozzle movement control unit 23 calculates the corrected shot processing position P2c and the corrected posture angle A2c for the hole Wb2.

ノズル移動制御部23は、基準動作パターン内のショット処理位置P1、P2、及び姿勢角度A1、A2の各々を、補正されたショット処理位置P1c、P2c、及び補正された姿勢角度A1c、A2cと置換することにより、基準動作パターンを補正する。
ノズル移動制御部23は、このように補正された基準動作パターンに従って、ノズル移動機構11を動作し、ノズル13を移動させて、孔Wb1、Wb2をショット処理する。
このように、ノズル移動制御部23は、ワークWの位置姿勢の変位を基に、ショット処理位置P1、P2の空間座標値P1、P2と、姿勢角度A1、A2を補正し、基準動作パターンを補正する。このため、ノズル13の中心軸線NDが孔Wb1、Wb2の中心軸線PCと一致するように、ノズル13の空間座標値P1、P2と姿勢角度A1、A2が補正される。
The nozzle movement control unit 23 replaces each of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 in the reference operation pattern with the corrected shot processing positions P1c and P2c and the corrected posture angles A1c and A2c. By doing so, the reference operation pattern is corrected.
The nozzle movement control unit 23 operates the nozzle movement mechanism 11 according to the reference operation pattern corrected in this way, moves the nozzle 13, and shots the holes Wb1 and Wb2.
In this way, the nozzle movement control unit 23 corrects the spatial coordinate values P1 and P2 of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 based on the displacement of the position and orientation of the work W, and sets the reference operation pattern. to correct. Therefore, the spatial coordinate values P1 and P2 of the nozzle 13 and the posture angles A1 and A2 are corrected so that the central axis ND of the nozzle 13 coincides with the central axis PC of the holes Wb1 and Wb2.

図10は、基準姿勢BAからワークWが傾けられて設置された場合における、ワークWの孔Wb1、Wb2と、当該孔Wb1、Wb2に対して位置づけられたノズル13との関係を示す説明図である。図10においては、ワークWが図中時計回りに回転している。これにより、ワークWは、基準点Weが基準位置BPから、図中左方向に距離Dx1、及び上方向に距離Dy1だけ変位して位置し、かつ、基準辺Wfが基準姿勢BAから角度θだけ変位して位置している。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the holes Wb1 and Wb2 of the work W and the nozzles 13 positioned with respect to the holes Wb1 and Wb2 when the work W is installed at an angle from the reference posture BA. is there. In FIG. 10, the work W is rotating clockwise in the figure. As a result, the work W is positioned so that the reference point We is displaced from the reference position BP by the distance Dx1 in the left direction and the distance Dy1 in the upward direction, and the reference side Wf is located by an angle θ from the reference posture BA. It is displaced and located.

図10の場合においては、位置姿勢変位計算部21では、基準位置BPからの位置としては、距離Dx1、Dy1及びこの各々の変位の方向が計算される。また、基準姿勢BAからの位置としては、基準姿勢BAからの傾き角度θが計算される。
位置姿勢変位計算部21は、計算したワークWの位置及び姿勢の変位をノズル移動制御部23へ送信する。
In the case of FIG. 10, the position-posture displacement calculation unit 21 calculates the distances Dx1, Dy1, and the directions of their respective displacements as the positions from the reference position BP. Further, as the position from the reference posture BA, the inclination angle θ from the reference posture BA is calculated.
The position / orientation displacement calculation unit 21 transmits the calculated displacement of the position and orientation of the work W to the nozzle movement control unit 23.

ノズル移動制御部23は、位置姿勢変位計算部21からワークWの位置及び姿勢の変位を受信する。ノズル移動制御部23は、これを基に、ノズル13の基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11を制御してノズル13を移動させる。
例えば、図10、及び図11に図10のC矢視部分の拡大図として示される、孔Wb1の場合においては、ノズル移動制御部23は、孔Wb1のショット処理位置P1に対して、距離Dx1、Dy1だけ各々対応する方向に加算し補正した、補正されたショット処理位置P1cを算出する。
また、ノズル移動制御部23は、孔Wb1に対する姿勢角度A1に対して、角度θを対応する方向に加算し補正した、補正された姿勢角度A1cを算出する。
ノズル移動制御部23は、孔Wb2についても同様に、補正されたショット処理位置P2cと補正された姿勢角度A2cを算出する。
The nozzle movement control unit 23 receives the displacement of the position and attitude of the work W from the position / attitude displacement calculation unit 21. The nozzle movement control unit 23 corrects the reference operation pattern of the nozzle 13 based on this, and controls the nozzle movement mechanism 11 based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle 13.
For example, in the case of the hole Wb1 shown in FIGS. 10 and 11 as an enlarged view of the portion seen by the arrow C in FIG. 10, the nozzle movement control unit 23 has a distance Dx1 with respect to the shot processing position P1 of the hole Wb1. , Dy1 are added in the corresponding directions and corrected, and the corrected shot processing position P1c is calculated.
Further, the nozzle movement control unit 23 calculates the corrected posture angle A1c obtained by adding and correcting the angle θ in the corresponding direction with respect to the posture angle A1 with respect to the hole Wb1.
Similarly, the nozzle movement control unit 23 calculates the corrected shot processing position P2c and the corrected posture angle A2c for the hole Wb2.

ノズル移動制御部23は、基準動作パターン内のショット処理位置P1、P2、及び姿勢角度A1、A2の各々を、補正されたショット処理位置P1c、P2c、及び補正された姿勢角度A1c、A2cと置換することにより、基準動作パターンを補正する。
ノズル移動制御部23は、このように補正された基準動作パターンに従って、ノズル移動機構11を動作し、ノズル13を移動させて、孔Wb1、Wb2をショット処理する。
このように、図10のような場合においても、ノズル移動制御部23は、ワークWの位置姿勢の変位を基に、ショット処理位置P1、P2の空間座標値P1、P2と、姿勢角度A1、A2を補正し、基準動作パターンを補正する。このため、ノズル13の中心軸線NDが孔Wb1、Wb2の中心軸線PCと一致するように、ノズル13の空間座標値P1、P2と姿勢角度A1、A2が補正される。
The nozzle movement control unit 23 replaces each of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 in the reference operation pattern with the corrected shot processing positions P1c and P2c and the corrected posture angles A1c and A2c. By doing so, the reference operation pattern is corrected.
The nozzle movement control unit 23 operates the nozzle movement mechanism 11 according to the reference operation pattern corrected in this way, moves the nozzle 13, and shots the holes Wb1 and Wb2.
As described above, even in the case as shown in FIG. 10, the nozzle movement control unit 23 has the spatial coordinate values P1 and P2 of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angle A1 based on the displacement of the position and orientation of the work W. A2 is corrected and the reference operation pattern is corrected. Therefore, the spatial coordinate values P1 and P2 of the nozzle 13 and the posture angles A1 and A2 are corrected so that the central axis ND of the nozzle 13 coincides with the central axis PC of the holes Wb1 and Wb2.

本実施形態においては、ショット処理装置1は、複数の種類のワークWをショット処理可能に構成されている。より詳細には、基準動作パターンと三次元モデルデータは、複数の種類のワークWの各々に対応して構築されており、これらはパターン格納部22とモデルデータ格納部20にそれぞれ格納されている。
また、制御装置16には、これら複数のワークWの各々に対応して、それぞれ異なる処理条件が登録されている。処理条件は、ワークWに対してショット処理が行われる際のパラメータ等である。処理条件としては、例えば、孔Wbに対するノズル13の挿入速度、各孔Wbに対してショット処理を行う時間、ノズル13のサーボモータ14による回転速度、ノズル13からのショット材の噴射量、三次元情報取得センサ15の動作設定等が考えられ得る。
In the present embodiment, the shot processing device 1 is configured to be capable of shot processing of a plurality of types of work W. More specifically, the reference operation pattern and the three-dimensional model data are constructed corresponding to each of the plurality of types of work W, and these are stored in the pattern storage unit 22 and the model data storage unit 20, respectively. ..
Further, different processing conditions are registered in the control device 16 corresponding to each of the plurality of work Ws. The processing conditions are parameters and the like when shot processing is performed on the work W. The processing conditions include, for example, the insertion speed of the nozzle 13 into the holes Wb, the time to perform shot processing for each hole Wb, the rotation speed of the nozzle 13 by the servomotor 14, the injection amount of the shot material from the nozzle 13, and three dimensions. The operation setting of the information acquisition sensor 15 and the like can be considered.

このような構成において、入力装置17は、複数の種類のワークWのなかの、現時点でショット処理の対象となるワークWの種類に関する入力を、作業員Mから受け付ける。
入力された情報は制御装置16へと送信され、このワークWに対応する基準動作パターンと三次元モデルデータが、パターン格納部22とモデルデータ格納部20の各々から取得されて、上記の処理に使用される。
制御装置16においては、更に、このワークWに対応する各種処理条件が取得されて、ショット処理時のパラメータとして適用される。
In such a configuration, the input device 17 receives an input from the worker M regarding the type of the work W that is currently the target of the shot processing among the plurality of types of the work W.
The input information is transmitted to the control device 16, and the reference operation pattern and the three-dimensional model data corresponding to the work W are acquired from each of the pattern storage unit 22 and the model data storage unit 20 to perform the above processing. used.
In the control device 16, various processing conditions corresponding to the work W are further acquired and applied as parameters at the time of shot processing.

次に、図1〜図11、及び図12を用いて、上記のショット処理装置を用いたショット処理方法を説明する。特にここでは、キャビネット2内における、ターンテーブル3、ノズル移動機構11、三次元情報取得センサ15の動作と、制御装置16における処理を中心に説明する。図12は、本実施形態におけるショット処理方法のフローチャートである。 Next, a shot processing method using the above-mentioned shot processing apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 11 and 12. In particular, here, the operation of the turntable 3, the nozzle moving mechanism 11, and the three-dimensional information acquisition sensor 15 in the cabinet 2 and the processing in the control device 16 will be mainly described. FIG. 12 is a flowchart of the shot processing method in the present embodiment.

処理が開始されると(ステップS1)、作業員Mは、設置区画S2のターンテーブル3の上面3a上に、ショット処理されるワークWを設置する(ステップS3)。
すると、ターンテーブル3が軸心Cを中心として180°回転し、設置されたワークWが、第2壁2b側の区画である処理区画S1へと移動する(ステップS5)。このとき、ノズル移動機構11は、ノズル部12を含めたノズル移動機構11の各部位が、ターンテーブル3や、その上に設置されたワークWの回転時に干渉しない位置、姿勢にされている。
この、処理区画S1に移動したワークWがショット処理される最中に、作業員Mは、次に処理されるワークWを設置区画S2のターンテーブル3の上面3a上に設置する。
このようにして、ワークWの設置とショット処理が、並行して、繰り返される。
When the process is started (step S1), the worker M installs the work W to be shot processed on the upper surface 3a of the turntable 3 in the installation section S2 (step S3).
Then, the turntable 3 rotates 180 ° about the axis C, and the installed work W moves to the processing section S1 which is the section on the second wall 2b side (step S5). At this time, the nozzle moving mechanism 11 is in a position and posture in which each part of the nozzle moving mechanism 11 including the nozzle portion 12 does not interfere with the rotation of the turntable 3 and the work W installed on the turntable 3.
While the work W moved to the processing section S1 is shot processed, the worker M installs the work W to be processed next on the upper surface 3a of the turntable 3 of the installation section S2.
In this way, the installation of the work W and the shot processing are repeated in parallel.

ワークWが処理区画S1へと移動すると、三次元情報取得センサ15がワークWを撮像する(ステップS7)。より詳細には、シャッタ15cが開いて開口部15dが開状態とされた後に、センサ本体15aが開口部15dを介してワークWを撮像し、その後シャッタ15cが閉じて開口部15dが閉状態とされる。
三次元情報取得センサ15は、ワークWを撮像することでワークWの位置姿勢情報を取得し、位置姿勢変位計算部21へと送信する。
When the work W moves to the processing section S1, the three-dimensional information acquisition sensor 15 images the work W (step S7). More specifically, after the shutter 15c is opened and the opening 15d is opened, the sensor body 15a images the work W through the opening 15d, and then the shutter 15c is closed and the opening 15d is closed. Will be done.
The three-dimensional information acquisition sensor 15 acquires the position / orientation information of the work W by imaging the work W and transmits it to the position / attitude displacement calculation unit 21.

位置姿勢変位計算部21は、ワークWが現状設置された状態における位置姿勢情報を三次元情報取得センサ15から受信する。位置姿勢変位計算部21は、このワークWに対応する三次元モデルデータをパターン格納部22から取得し、これが基準位置BPに基準姿勢BAで設けられた場合のデータである基準位置姿勢データを作成する。位置姿勢変位計算部21は、この基準位置姿勢データと三次元情報取得センサ15から受信した位置姿勢情報を比較することにより、ワークWの基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算する(ステップS9)。
位置姿勢変位計算部21は、計算したワークWの位置及び姿勢の変位をノズル移動制御部23へ送信する。
The position / orientation displacement calculation unit 21 receives the position / attitude information in the state where the work W is currently installed from the three-dimensional information acquisition sensor 15. The position / attitude / displacement calculation unit 21 acquires the three-dimensional model data corresponding to the work W from the pattern storage unit 22, and creates the reference position / attitude data which is the data when the reference position BP is provided with the reference attitude BA. To do. The position / orientation displacement calculation unit 21 calculates the displacement of the position / orientation from the reference position / orientation data of the work W by comparing the reference position / orientation data with the position / orientation information received from the three-dimensional information acquisition sensor 15 (step). S9).
The position / orientation displacement calculation unit 21 transmits the calculated displacement of the position and orientation of the work W to the nozzle movement control unit 23.

ノズル移動制御部23は、位置姿勢変位計算部21からワークWの位置及び姿勢の変位を受信する。ノズル移動制御部23は、これを基に、ノズル13の基準動作パターンを補正し(ステップS11)、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11を制御してノズル13を移動させる(ステップS13)。
このようにして、処理区画S1のワークWがショット処理される。
The nozzle movement control unit 23 receives the displacement of the position and attitude of the work W from the position / attitude displacement calculation unit 21. Based on this, the nozzle movement control unit 23 corrects the reference operation pattern of the nozzle 13 (step S11), and controls the nozzle movement mechanism 11 based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle 13 (step). S13).
In this way, the work W in the processing section S1 is shot processed.

ショット処理が終了すると、ノズル移動機構11がワークWの回転時に干渉しない位置、姿勢にされたうえで、ターンテーブル3が回転し、ショット処理されたワークWが処理区画S1へと移動する(ステップS15)。
その後、作業員Mが、ショット処理されたワークWを回収する(ステップS17)。
When the shot processing is completed, the nozzle moving mechanism 11 is set to a position and posture that does not interfere with the rotation of the work W, the turntable 3 is rotated, and the shot processed work W is moved to the processing section S1 (step). S15).
After that, the worker M collects the shot-processed work W (step S17).

次に、上記のショット処理装置1及びショット処理方法の効果について説明する。 Next, the effects of the shot processing device 1 and the shot processing method described above will be described.

本実施形態のショット処理装置1は、ショット材をノズル13からワークWに向けて噴射して、ワークWをショット処理するショット処理装置1であって、ノズル13と、当該ノズル13が固定され、ノズル13のワークWに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構11と、処理区画S1内に設けられたワークWを三次元的に撮像してワークWの位置姿勢情報を取得する三次元情報取得センサ15と、を備え、ワークWが処理区画S1内の基準位置BP及び基準姿勢BAに設置された際の、ノズル13の基準動作パターンが格納される、パターン格納部22と、ワークWの三次元モデルデータが格納されるモデルデータ格納部20と、三次元情報取得センサ15により取得された位置姿勢情報と、三次元モデルデータが基準位置BPに基準姿勢BAで設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、ワークWの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算する、位置姿勢変位計算部21と、位置姿勢の変位を基に、ノズル13の基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11を制御してノズル13を移動させる、ノズル移動制御部23と、を更に備えている。
また、本実施形態のショット処理方法は、ショット材をノズル13からワークWに向けて噴射して、ワークWをショット処理するショット処理方法であって、ワークWが処理区画S1内の基準位置BP及び基準姿勢BAに設置された際の、ノズル13が固定され、ノズル13のワークWに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構11による、ノズル13の基準動作パターンを格納し、ワークWの三次元モデルデータを格納し、処理区画S1内に設けられたワークWを三次元的に撮像する三次元情報取得センサ15によりワークWの位置姿勢情報を取得し、三次元情報取得センサ15により取得された位置姿勢情報と、三次元モデルデータが基準位置BPに基準姿勢BAで設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、ワークWの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算し、位置姿勢の変位を基に、ノズル13の基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11を制御してノズル13を移動させる。
上記のような構成、方法によれば、ワークWの三次元モデルデータが基準位置BPに基準姿勢BAで設けられた場合の基準位置姿勢データと、三次元情報取得センサ15により撮像されて取得されたワークWの位置姿勢情報は、共に、処理区画S1空間内の三次元情報を備えている。このため、三次元情報取得センサ15により取得されたワークWの位置姿勢情報を、基準位置姿勢データと比較することにより、三次元情報取得センサ15とワークWを結ぶ直線Lに直交する平面上におけるワークWの位置や傾きの変位のみならず、当該直線Lの延在する方向におけるワークWの位置や傾きの変位をも計算することができる。
このようにして計算された、位置姿勢の変位を基に、ワークWが処理区画S1内の基準位置BP及び基準姿勢BAに設置された際のノズル13の基準動作パターンが補正され、補正された基準動作パターンを基にノズル移動機構11がノズル13を移動させる。このため、三次元情報取得センサ15とワークWを結ぶ直線Lの延在する方向における、三次元情報取得センサ15側に、すなわちノズル移動機構11の位置する側にワークWがずれた位置に設置されたり、傾いたりしている場合においても、ノズル13とワークWの衝突を抑制しつつ、ノズル13をワークWに近接させてショット処理することが可能となる。
The shot processing device 1 of the present embodiment is a shot processing device 1 that injects a shot material from a nozzle 13 toward a work W to perform a shot process on the work W, and the nozzle 13 and the nozzle 13 are fixed to each other. The nozzle moving mechanism 11 that can change the position and orientation of the nozzle 13 with respect to the work W, and the three-dimensional information acquisition that acquires the position and orientation information of the work W by three-dimensionally imaging the work W provided in the processing section S1. A pattern storage unit 22 and a tertiary of the work W, which are provided with the sensor 15 and store the reference operation pattern of the nozzle 13 when the work W is installed in the reference position BP and the reference posture BA in the processing section S1. The position / orientation information acquired by the model data storage unit 20 in which the original model data is stored, the 3D information acquisition sensor 15, and the reference position / orientation when the 3D model data is provided in the reference position BP in the reference attitude BA. The reference operation pattern of the nozzle 13 is corrected based on the position / orientation displacement calculation unit 21 that compares the data with the data and calculates the displacement of the position / orientation from the reference position / orientation data of the work W, and the displacement of the position / orientation. A nozzle movement control unit 23 that controls the nozzle movement mechanism 11 to move the nozzle 13 based on the corrected reference operation pattern is further provided.
Further, the shot processing method of the present embodiment is a shot processing method in which the shot material is injected from the nozzle 13 toward the work W to perform the shot processing of the work W, and the work W is the reference position BP in the processing section S1. And when installed in the reference posture BA, the nozzle 13 is fixed, and the reference operation pattern of the nozzle 13 is stored by the nozzle moving mechanism 11 that can change the position and posture of the nozzle 13 with respect to the work W, and the tertiary of the work W is stored. The position and orientation information of the work W is acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15 that stores the original model data and three-dimensionally images the work W provided in the processing section S1, and is acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15. The position and orientation information is compared with the reference position and orientation data when the three-dimensional model data is provided in the reference position BP by the reference attitude BA, and the displacement of the position and orientation of the work W from the reference position and orientation data is calculated. , The reference operation pattern of the nozzle 13 is corrected based on the displacement of the position and posture, and the nozzle movement mechanism 11 is controlled based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle 13.
According to the above configuration and method, the reference position / orientation data when the three-dimensional model data of the work W is provided at the reference position BP in the reference attitude BA and the reference position / orientation data are captured and acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15. The position / orientation information of the work W is provided with three-dimensional information in the processing section S1 space. Therefore, by comparing the position / orientation information of the work W acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15 with the reference position / orientation data, the position / orientation information on the plane orthogonal to the straight line L connecting the three-dimensional information acquisition sensor 15 and the work W Not only the displacement of the position and inclination of the work W, but also the displacement of the position and inclination of the work W in the extending direction of the straight line L can be calculated.
Based on the displacement of the position and orientation calculated in this way, the reference operation pattern of the nozzle 13 when the work W is installed in the reference position BP and the reference posture BA in the processing section S1 is corrected and corrected. The nozzle moving mechanism 11 moves the nozzle 13 based on the reference operation pattern. Therefore, the work W is installed at a position shifted to the three-dimensional information acquisition sensor 15 side, that is, to the side where the nozzle moving mechanism 11 is located, in the extending direction of the straight line L connecting the three-dimensional information acquisition sensor 15 and the work W. Even when the nozzle 13 is tilted or tilted, the nozzle 13 can be brought close to the work W for shot processing while suppressing the collision between the nozzle 13 and the work W.

三次元情報取得センサ15とワークWを結ぶ直線Lの延在する方向における、三次元情報取得センサ15から離れる側に、すなわちノズル移動機構11とは反対の方向に、ワークWがずれた位置に設置されたり、傾いたりしている場合においては、ノズル13の位置を補正しなければ、ワーク13とノズルWとの間隔が必要以上に離れてしまう。ショット処理されるワークW表面の範囲は、ノズル13の先端13bがワークWから離れるにつれて広くなるため、上記のような場合においては、ワークWのショット処理が必要とされない、またはショット処理を行いたくない箇所にまで、ショット材が飛散し、ショット処理される可能性がある。
上記のような構成によれば、三次元情報取得センサ15から離れる側に、ワークWがずれた位置に設置されたり、傾いたりしている場合においても、ワークWとノズル13との間の離間した距離を縮めるようにノズル13の位置を補正することができる。このため、ショット処理を要しない箇所へのショット処理を抑制することができる。
At a position where the work W is displaced in the extending direction of the straight line L connecting the three-dimensional information acquisition sensor 15 and the work W, on the side away from the three-dimensional information acquisition sensor 15, that is, in the direction opposite to the nozzle moving mechanism 11. If the position of the nozzle 13 is not corrected when the work 13 is installed or tilted, the distance between the work 13 and the nozzle W will be longer than necessary. Since the range of the surface of the work W to be shot increases as the tip 13b of the nozzle 13 moves away from the work W, the shot processing of the work W is not required or the shot processing is desired in the above cases. There is a possibility that the shot material may be scattered and shot processed even in places where there is no shot material.
According to the above configuration, even if the work W is installed at a displaced position or tilted on the side away from the three-dimensional information acquisition sensor 15, the distance between the work W and the nozzle 13 is separated. The position of the nozzle 13 can be corrected so as to reduce the distance. Therefore, it is possible to suppress shot processing to a location that does not require shot processing.

上記のように、本実施形態のショット処理装置1は、ワークWがずれた位置に設置されたり、傾いたりしている場合においても、適切にノズル13の位置を補正することができる。これは、換言すれば、作業員MがワークWを、基準位置BP、基準姿勢BAに位置するように厳密に設置せずに、例えば基準位置BPや基準姿勢BAから変位するような位置に敢えてワークWを設置しても、ショット処理装置1が適切にワークWをショット処理できることを示している。このため、作業員Mはターンテーブル3上にワークWを設置する際のワークWの位置合わせに、過度の注意を払わなくてもよい。したがって、上記のような構成によれば、ワークWの設置作業の作業性が向上する。 As described above, the shot processing device 1 of the present embodiment can appropriately correct the position of the nozzle 13 even when the work W is installed at a displaced position or tilted. In other words, the worker M does not strictly install the work W so that it is located at the reference position BP and the reference posture BA, but dares to displace it from the reference position BP and the reference posture BA, for example. It is shown that even if the work W is installed, the shot processing device 1 can appropriately perform shot processing of the work W. Therefore, the worker M does not have to pay excessive attention to the alignment of the work W when installing the work W on the turntable 3. Therefore, according to the above configuration, the workability of the work W installation work is improved.

また、ワークWには孔Wbが開設され、基準動作パターンは、当該孔Wbの内部をショット処理するように構築されている。
上記のような構成によれば、ノズル13がワークWに衝突しないように、ワークWの孔Wbに近接させて位置せしめることが可能である。このため、ワークWの孔Wb内部を効果的にショット処理することができる。
Further, a hole Wb is formed in the work W, and the reference operation pattern is constructed so as to perform shot processing inside the hole Wb.
According to the above configuration, the nozzle 13 can be positioned close to the hole Wb of the work W so as not to collide with the work W. Therefore, the inside of the hole Wb of the work W can be effectively shot.

また、基準動作パターンには、孔Wbをショット処理するに際し当該孔Wbに対応して設定されたショット処理位置P1、P2の空間座標値P1、P2と、ショット処理位置P1、P2におけるノズル13の姿勢角度A1、A2が登録されており、ノズル移動制御部23は、位置姿勢の変位を基に、ショット処理位置P1、P2の空間座標値P1、P2と、姿勢角度A1、A2を補正し、補正された空間座標値P1c、P2cと姿勢角度A1c、A2cの位置姿勢にノズル13を移動させる。
上記のような構成によれば、ノズル13とワークWの衝突を効果的に抑制することが可能となる。
Further, the reference operation pattern includes the spatial coordinate values P1 and P2 of the shot processing positions P1 and P2 set corresponding to the hole Wb when the hole Wb is shot processed, and the nozzle 13 at the shot processing positions P1 and P2. The posture angles A1 and A2 are registered, and the nozzle movement control unit 23 corrects the spatial coordinate values P1 and P2 of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 based on the displacement of the position and posture. The nozzle 13 is moved to the corrected spatial coordinate values P1c and P2c and the position and orientation of the attitude angles A1c and A2c.
According to the above configuration, it is possible to effectively suppress the collision between the nozzle 13 and the work W.

また、ノズル13は長尺に形成され、ノズル13の中心軸線NDが孔Wbの中心軸線PCと一致するように、空間座標値P1、P2と姿勢角度A1、A2が補正される。
上記のような構成によれば、長尺に形成されたノズル13の中心軸線NDが孔Wbの中心軸線PCと一致するように、ショット処理位置P1、P2の空間座標値P1、P2と姿勢角度A1、A2が補正される。したがって、このように補正された空間座標値P1c、P2cと姿勢角度A1c、A2cにノズル13を位置づけた状態においてノズル13を孔Wbに対して挿入、抜去しても、ノズル13が孔Wbに衝突しにくい。
Further, the nozzle 13 is formed to be long, and the spatial coordinate values P1 and P2 and the posture angles A1 and A2 are corrected so that the central axis ND of the nozzle 13 coincides with the central axis PC of the hole Wb.
According to the above configuration, the spatial coordinate values P1 and P2 of the shot processing positions P1 and P2 and the posture angle so that the central axis ND of the elongated nozzle 13 coincides with the central axis PC of the hole Wb. A1 and A2 are corrected. Therefore, even if the nozzle 13 is inserted into and removed from the hole Wb in a state where the nozzle 13 is positioned at the spatial coordinate values P1c and P2c corrected in this way and the attitude angles A1c and A2c, the nozzle 13 collides with the hole Wb. It's hard to do.

上記実施形態において説明したように、例えば内径が9mmの孔Wbに、外径が7mmのノズル13を、深さ150mmまで挿入する必要がある場合がある。この場合においては、孔Wbとノズル13とのクリアランスが2mmしかなく、この状態で孔Wbに衝突せずに、ノズル13を150mmも挿入することは、基本的には容易ではない。
本実施形態においては、上記のように、ノズル13を孔Wbに対して挿入、抜去しても、ノズル13が孔Wbに衝突しにくい構成を備えることにより、このような困難な作業条件下においてもノズル13の孔Wbへの衝突を抑制することができる。
As described in the above embodiment, for example, it may be necessary to insert the nozzle 13 having an outer diameter of 7 mm into a hole Wb having an inner diameter of 9 mm to a depth of 150 mm. In this case, the clearance between the hole Wb and the nozzle 13 is only 2 mm, and it is basically not easy to insert the nozzle 13 by 150 mm without colliding with the hole Wb in this state.
In the present embodiment, as described above, even if the nozzle 13 is inserted and removed from the hole Wb, the nozzle 13 does not easily collide with the hole Wb, so that the nozzle 13 does not easily collide with the hole Wb under such difficult working conditions. Can also suppress the collision of the nozzle 13 with the hole Wb.

また、ノズル13は、先端13bが閉塞された円筒状のノズル本体13aを備え、当該先端13bの側面13cには、円筒状の内部Iと外部Oを連通せしめる貫通孔13dが開設されている。
上記のような構成によれば、ノズル13を孔Wb内に挿入させた状態で、効果的に、孔Wbの内部表面をショット処理することができる。
Further, the nozzle 13 includes a cylindrical nozzle body 13a in which the tip 13b is closed, and a through hole 13d for communicating the cylindrical inner I and the outer O is provided on the side surface 13c of the tip 13b.
According to the above configuration, the inner surface of the hole Wb can be effectively shot while the nozzle 13 is inserted into the hole Wb.

また、ワークWは、内燃機関のシリンダブロックであり、孔Wbは冷却水を循環せしめる管路である。
上記のような構成によれば、シリンダブロックの水冷管路を効果的にショット処理することができる。
Further, the work W is a cylinder block of an internal combustion engine, and the hole Wb is a conduit for circulating cooling water.
According to the above configuration, the water-cooled pipeline of the cylinder block can be effectively shot.

また、三次元情報取得センサ15は、センサ本体15a、当該センサ本体15aを格納して外部から隔離し、開口部15dを備えた筐体15b、及び、開口部15dを開閉自在に設けられたシャッタ15cを備え、センサ本体15aは、開口部15dを介してワークWを撮像し、当該シャッタ15cは、センサ本体15aによりワークWを撮像する際に開状態とされる。
上記のような構成によれば、筐体15b及びシャッタ15cにより、センサ本体15aを外部、すなわち、ショットブラスト処理に特有のキャビネット2内の粉じん雰囲気から遮断することができる。これにより、センサ本体15aを保護し、センサ本体15aの劣化に起因する誤検知や精度低下を抑制することができる。
また、シャッタ15cはセンサ本体15aによりワークWを撮像する際に開状態とされるように設けられているため、上記のようにセンサ本体15aを保護しつつも、ワークWを撮像するときの障害にはならない。
Further, the three-dimensional information acquisition sensor 15 stores the sensor main body 15a, the sensor main body 15a and isolates it from the outside, and opens and closes the housing 15b provided with the opening 15d and the opening 15d. The sensor body 15a includes the 15c, the work W is imaged through the opening 15d, and the shutter 15c is opened when the work W is imaged by the sensor body 15a.
According to the above configuration, the housing 15b and the shutter 15c can shield the sensor body 15a from the outside, that is, the dust atmosphere in the cabinet 2 peculiar to the shot blasting process. As a result, the sensor main body 15a can be protected, and false detection and accuracy deterioration due to deterioration of the sensor main body 15a can be suppressed.
Further, since the shutter 15c is provided so as to be opened when the work W is imaged by the sensor body 15a, an obstacle when the work W is imaged while protecting the sensor body 15a as described above. It does not become.

また、位置姿勢変位計算部21は、三次元情報取得センサ15により取得された位置姿勢情報と基準位置姿勢データを比較するに際し、輪郭形状を三次元的に比較することでワークWの不良を検出する。
上記のような構成によれば、ワークWの不良を高精度に検出し、不良ワークの、後段の処理への流出を抑制することができる。
Further, the position / attitude displacement calculation unit 21 detects a defect of the work W by comparing the contour shapes three-dimensionally when comparing the position / attitude information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor 15 with the reference position / attitude data. To do.
According to the above configuration, it is possible to detect the defect of the work W with high accuracy and suppress the outflow of the defective work to the subsequent processing.

特に、本実施形態においては、この不良検出をショット処理の前に実行しているため、不良なワークWに対する無駄なショット処理の実行を回避可能である。
更に、例えばこの不良検出結果をショット処理装置1の前段以前に位置する工程へとフィードバックすることにより、不良原因を追跡することが可能となる。
In particular, in the present embodiment, since this defect detection is executed before the shot processing, it is possible to avoid executing unnecessary shot processing for the defective work W.
Further, for example, by feeding back the defect detection result to a process located before the previous stage of the shot processing device 1, it is possible to trace the cause of the defect.

また、複数の種類のワークWをショット処理可能に構成され、基準動作パターンと三次元モデルデータは、複数の種類のワークWの各々に対応して設けられている。
上記のような構成によれば、処理対象となるワークWのデータを切り替えることで、複数の種類のワークWに対してショット処理を行うことができる。
Further, a plurality of types of work W are configured to be capable of shot processing, and a reference operation pattern and three-dimensional model data are provided corresponding to each of the plurality of types of work W.
According to the above configuration, shot processing can be performed on a plurality of types of work W by switching the data of the work W to be processed.

また、複数の種類のワークWのなかの、現時点でショット処理の対象となるワークWの種類に関する入力を受け付ける入力装置17を備え、ワークWに対してショット処理が行われる際の処理条件が、ワークWに対応して記憶されている。
ノズル13の移動経路や、孔Wbに対する挿入速度、ノズル13の回転速度、ショット材の噴射量等の処理条件は、ワークWに依存して設定され得る。
上記のような構成によれば、入力装置17によりショット処理の対象となるワークWの種類が入力された際に、これに対応して記憶された処理条件を読み出すことで、当該種類に対応する処理条件を容易に設定可能である。
Further, the input device 17 for receiving the input regarding the type of the work W to be shot processed at the present time among the plurality of types of the work W is provided, and the processing conditions when the shot processing is performed on the work W are set. It is stored corresponding to the work W.
Processing conditions such as the movement path of the nozzle 13, the insertion speed into the hole Wb, the rotation speed of the nozzle 13, and the injection amount of the shot material can be set depending on the work W.
According to the above configuration, when the type of work W to be shot processed is input by the input device 17, the processing conditions stored corresponding to the type are read out to correspond to the type. Processing conditions can be easily set.

また、ノズル移動機構11はアームを有する産業用ロボットである。
更に、基準動作パターンは、ティーチングにより作成されたプログラムである。
上記のような構成によれば、上記のようなショット処理装置1及びショット処理方法を、適切に実現可能である。
Further, the nozzle moving mechanism 11 is an industrial robot having an arm.
Further, the reference operation pattern is a program created by teaching.
According to the above configuration, the shot processing device 1 and the shot processing method as described above can be appropriately realized.

なお、本発明のショット処理装置1及びショット処理方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。 The shot processing apparatus 1 and the shot processing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments described with reference to the drawings, and various other modifications can be considered within the technical scope thereof.

例えば、上記実施形態において、ワークWはシリンダブロックであったが、ワークWはシリンダブロックでなくても構わないのは、言うまでもない。
特に、上記実施形態においては、ショット処理装置1はワークWの孔Wbの内部をショット処理するものであったが、これに限られない。例えば、ワークWの表面に形成された凹部や凹条等、通常のショット処理においてはショット材が到達しにくいような形状の表面に対しても適用可能であるのは、言うまでもない。上記実施形態においては、長尺のノズル13が使用されたが、ショット処理の対象が孔Wbではない場合においては、ノズル13の形状、形態は、ショット処理の対象の形状に応じて、適宜、変更され得る。
For example, in the above embodiment, the work W is a cylinder block, but it goes without saying that the work W does not have to be a cylinder block.
In particular, in the above embodiment, the shot processing device 1 performs shot processing inside the hole Wb of the work W, but the present invention is not limited to this. Needless to say, for example, it can be applied to a surface having a shape that is difficult for the shot material to reach in normal shot processing, such as a recess or a recess formed on the surface of the work W. In the above embodiment, the long nozzle 13 is used, but when the target of the shot processing is not the hole Wb, the shape and form of the nozzle 13 may be appropriately changed according to the shape of the target of the shot processing. Can be changed.

また、上記実施形態においては、ノズル部12は1つのノズル13と1つのサーボモータ14を備えていたが、これに限られない。例えば、ノズル部12は、2つのノズル13と、このノズル13の各々に対応するように2つのサーボモータ14を備えていてもよい。この場合においては、2つのノズル13は、ワークWの孔Wb間の間隔と等しい間隔をあけて、互いに平行に設けられるとよい。これにより、ショット処理装置1は、ワークWの2つの孔Wbを同時にショット処理することができるため、処理効率が向上する。 Further, in the above embodiment, the nozzle unit 12 includes one nozzle 13 and one servomotor 14, but the present invention is not limited to this. For example, the nozzle unit 12 may include two nozzles 13 and two servomotors 14 corresponding to each of the nozzles 13. In this case, the two nozzles 13 may be provided parallel to each other with an interval equal to the interval between the holes Wb of the work W. As a result, the shot processing device 1 can perform shot processing on the two holes Wb of the work W at the same time, so that the processing efficiency is improved.

また、上記実施形態においては、ノズル13の先端壁面13eは、ノズル本体13aの中心軸線NDに略直交するように設けられたが、これに限られない。例えば、先端壁面13eは、ノズル13の中心軸線NDに対する先端壁面13eの角度φが、例えば45°等となることで、ノズル13の中心軸線NDに対して傾斜して設けられていてもよい。
例えばこのように角度φを鋭角として設定した場合には、ノズル本体13aの内部Iを先端壁面13eに向けて進行するショット材が、先端壁面13eに衝突した後に、斜め前方向ODへとより向かいやすくなる場合がある。
Further, in the above embodiment, the tip wall surface 13e of the nozzle 13 is provided so as to be substantially orthogonal to the central axis ND of the nozzle body 13a, but the present invention is not limited to this. For example, the tip wall surface 13e may be provided so as to be inclined with respect to the central axis ND of the nozzle 13 so that the angle φ of the tip wall surface 13e with respect to the central axis ND of the nozzle 13 is, for example, 45 °.
For example, when the angle φ is set as an acute angle in this way, the shot material traveling with the internal I of the nozzle body 13a toward the tip wall surface 13e collides with the tip wall surface 13e and then moves toward the diagonally forward OD. It may be easier.

また、上記実施形態においては、三次元情報取得センサ15はキャビネット2の、ターンテーブル3が設けられる第1壁2aとは反対側の第2壁2bに設けられたが、これに替えて、ノズル移動機構11を構成する産業用ロボットの、アームのいずれかの位置に設けるようにしてもよい。この場合においては、三次元情報取得センサ15がワークWを撮像する際に、ノズル移動機構11のアームが所定の撮像位置、撮像姿勢へと移動される。 Further, in the above embodiment, the three-dimensional information acquisition sensor 15 is provided on the second wall 2b of the cabinet 2 opposite to the first wall 2a on which the turntable 3 is provided, but instead of this, the nozzle It may be provided at any position of the arm of the industrial robot constituting the moving mechanism 11. In this case, when the three-dimensional information acquisition sensor 15 images the work W, the arm of the nozzle moving mechanism 11 is moved to a predetermined imaging position and imaging posture.

また、上記実施形態においては、図8〜図11を用いてワークWの位置姿勢の変位を説明する際に、ワークWがターンテーブル3の上面3aを構成する平面内で移動、回転した場合を主に説明したが、これに限られない。例えば、ワークWの上側が三次元情報取得センサ15の方向へと接近し、あるいは離間するように、ワークWの下面が部分的に上面3aから離れ、ワークWが上面3aに対して傾いて位置するような場合においても、上記実施形態と同様な処理によって、ノズル13の位置姿勢を調整することが可能であるのは、言うまでもない。 Further, in the above embodiment, when the displacement of the position and orientation of the work W is explained with reference to FIGS. 8 to 11, the case where the work W moves and rotates in the plane constituting the upper surface 3a of the turntable 3 I explained mainly, but it is not limited to this. For example, the lower surface of the work W is partially separated from the upper surface 3a so that the upper side of the work W approaches or separates from the three-dimensional information acquisition sensor 15, and the work W is tilted with respect to the upper surface 3a. Needless to say, even in such a case, the position and orientation of the nozzle 13 can be adjusted by the same processing as in the above embodiment.

また、上記実施形態においては、入力装置17に対する作業員Mの手入力によって、ショット処理対象となるワークWの種類を指定したが、これに限られない。例えば、3D形状を読み取るカメラや、ワークWに設けられた二次元バーコードを読み込む二次元バーコードリーダ等を入力装置17として使用し、ワークWの種類の判別を自動で行うようにしてもよい。
この場合において、三次元情報取得センサ15が、上記のような3D形状を読み取るカメラとして機能してもよい。すなわち、三次元情報取得センサ15がワークWの位置姿勢情報を取得する際に、ワークWの形状を識別し、モデルデータ格納部20に格納されたモデルの各々と比較することでワークWの種類を特定するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the type of the work W to be shot processed is specified by the manual input of the worker M to the input device 17, but the present invention is not limited to this. For example, a camera that reads a 3D shape, a two-dimensional bar code reader that reads a two-dimensional bar code provided on the work W, or the like may be used as the input device 17 to automatically determine the type of the work W. ..
In this case, the three-dimensional information acquisition sensor 15 may function as a camera that reads the above-mentioned 3D shape. That is, when the three-dimensional information acquisition sensor 15 acquires the position / orientation information of the work W, the shape of the work W is identified, and the type of the work W is compared with each of the models stored in the model data storage unit 20. May be specified.

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 In addition to this, as long as the gist of the present invention is not deviated, the configurations listed in the above embodiments can be selected or changed to other configurations as appropriate.

1 ショット処理装置
2 キャビネット
3 ターンテーブル
3c 位置決め部材
11 ノズル移動機構
13 ノズル
13a ノズル本体
13b 先端
13c 側面
13d 貫通孔
15 三次元情報取得センサ
15a センサ本体
15b 筐体
15c シャッタ
15d 開口部
16 制御装置
17 入力装置
20 モデルデータ格納部
21 位置姿勢変位計算部
22 パターン格納部
23 ノズル移動制御部
S1 処理区画
S2 設置区画
W ワーク
Wb 孔
PC 孔の中心軸線
ND ノズルの中心軸線
I ノズルの内部
O ノズルの外部
P1、P2 ショット処理位置、ショット処理位置の空間座標値
P1c、P2c 補正されたショット処理位置
A1、A2 姿勢角度
A1c、A2c 補正された姿勢角度
BP 基準位置
BA 基準姿勢
1 Shot processing device 2 Cabinet 3 Turntable 3c Positioning member 11 Nozzle movement mechanism 13 Nozzle 13a Nozzle body 13b Tip 13c Side surface 13d Through hole 15 Three-dimensional information acquisition sensor 15a Sensor body 15b Housing 15c Shutter 15d Opening 16 Control device 17 Input Device 20 Model data storage unit 21 Position / posture / displacement calculation unit 22 Pattern storage unit 23 Nozzle movement control unit S1 Processing section S2 Installation section W Work Wb Hole PC Hole center axis ND Nozzle center axis I Nozzle inside O Nozzle outside P1 , P2 Shot processing position, Spatial coordinate value of shot processing position P1c, P2c Corrected shot processing position A1, A2 Posture angle A1c, A2c Corrected posture angle BP Reference position BA Reference posture

Claims (13)

ショット材をノズルからワークに向けて噴射して、前記ワークをショット処理するショット処理装置であって、
前記ノズルと、
当該ノズルが固定され、前記ノズルの前記ワークに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構と、
処理区画内に設けられた前記ワークを三次元的に撮像して前記ワークの位置姿勢情報を取得する三次元情報取得センサと、
を備え、
前記ワークが前記処理区画内の基準位置及び基準姿勢に設置された際の、前記ノズルの基準動作パターンが格納される、パターン格納部と、
前記ワークの三次元モデルデータが格納されるモデルデータ格納部と、
前記三次元情報取得センサにより取得された前記位置姿勢情報と、前記三次元モデルデータが前記基準位置に前記基準姿勢で設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、前記ワークの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算する、位置姿勢変位計算部と、
前記位置姿勢の変位を基に、前記ノズルの前記基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基に前記ノズル移動機構を制御して前記ノズルを移動させる、ノズル移動制御部と、
を更に備えている、ショット処理装置。
A shot processing device that injects a shot material from a nozzle toward a work to perform shot processing on the work.
With the nozzle
A nozzle movement mechanism in which the nozzle is fixed and the position and orientation of the nozzle with respect to the work can be changed.
A three-dimensional information acquisition sensor that three-dimensionally images the work provided in the processing section and acquires the position / orientation information of the work.
With
A pattern storage unit that stores a reference operation pattern of the nozzle when the work is installed at a reference position and a reference posture in the processing section.
A model data storage unit that stores the three-dimensional model data of the work, and
The position / orientation information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor is compared with the reference position / orientation data when the three-dimensional model data is provided at the reference position in the reference attitude, and the reference position of the work is compared. The position-posture displacement calculation unit, which calculates the displacement of the position-posture from the posture data,
A nozzle movement control unit that corrects the reference operation pattern of the nozzle based on the displacement of the position and orientation, controls the nozzle movement mechanism based on the corrected reference operation pattern, and moves the nozzle.
A shot processing device that is further equipped with.
前記ワークには孔が開設され、前記基準動作パターンは、当該孔の内部をショット処理するように構築されている、請求項1に記載のショット処理装置。 The shot processing apparatus according to claim 1, wherein a hole is formed in the work, and the reference operation pattern is constructed so as to perform shot processing inside the hole. 前記基準動作パターンには、前記孔をショット処理するに際し当該孔に対応して設定されたショット処理位置の空間座標値と、前記ショット処理位置における前記ノズルの姿勢角度が登録されており、
前記ノズル移動制御部は、前記位置姿勢の変位を基に、前記ショット処理位置の前記空間座標値と、前記姿勢角度を補正し、補正された前記空間座標値と前記姿勢角度の位置姿勢に前記ノズルを移動させる、請求項2に記載のショット処理装置。
In the reference operation pattern, the spatial coordinate value of the shot processing position set corresponding to the hole when the hole is shot processed and the posture angle of the nozzle at the shot processing position are registered.
The nozzle movement control unit corrects the spatial coordinate value of the shot processing position and the posture angle based on the displacement of the position and orientation, and adjusts the corrected spatial coordinate value and the position and orientation of the posture angle to the position and orientation. The shot processing apparatus according to claim 2, wherein the nozzle is moved.
前記ノズルは長尺に形成され、前記ノズルの中心軸線が前記孔の中心軸線と一致するように、前記空間座標値と前記姿勢角度が補正される、請求項3に記載のショット処理装置。 The shot processing apparatus according to claim 3, wherein the nozzle is formed to be long, and the spatial coordinate value and the posture angle are corrected so that the central axis of the nozzle coincides with the central axis of the hole. 前記ノズルは、先端が閉塞された円筒状のノズル本体を備え、当該先端の側面には、前記円筒状の内部と外部を連通せしめる貫通孔が開設されている、請求項2から4のいずれか一項に記載のショット処理装置。 Any of claims 2 to 4, wherein the nozzle includes a cylindrical nozzle body having a closed tip, and a through hole for communicating the inside and the outside of the cylinder is provided on the side surface of the tip. The shot processing apparatus according to one item. 前記ワークは、内燃機関のシリンダブロックであり、前記孔は冷却水を循環せしめる管路である、請求項2から5のいずれか一項に記載のショット処理装置。 The shot processing device according to any one of claims 2 to 5, wherein the work is a cylinder block of an internal combustion engine, and the hole is a pipeline for circulating cooling water. 前記三次元情報取得センサは、センサ本体、当該センサ本体を格納して外部から隔離し、開口部を備えた筐体、及び、前記開口部を開閉自在に設けられたシャッタを備え、
前記センサ本体は、前記開口部を介して前記ワークを撮像し、
当該シャッタは、前記センサ本体により前記ワークを撮像する際に開状態とされる、請求項1から6のいずれか一項に記載のショット処理装置。
The three-dimensional information acquisition sensor includes a sensor body, a housing that houses the sensor body and isolates it from the outside, and has an opening, and a shutter that opens and closes the opening.
The sensor body images the work through the opening, and the sensor body captures the image.
The shot processing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the shutter is opened when the work is imaged by the sensor body.
前記位置姿勢変位計算部は、前記三次元情報取得センサにより取得された前記位置姿勢情報と前記基準位置姿勢データを比較するに際し、輪郭形状を三次元的に比較することで前記ワークの不良を検出する、請求項1から7のいずれか一項に記載のショット処理装置。 When comparing the position / posture information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor with the reference position / posture data, the position / posture / displacement calculation unit detects defects in the work by comparing the contour shapes three-dimensionally. The shot processing apparatus according to any one of claims 1 to 7. 複数の種類の前記ワークをショット処理可能に構成され、前記基準動作パターンと前記三次元モデルデータは、複数の種類の前記ワークの各々に対応して設けられている、請求項1から8のいずれか一項に記載のショット処理装置。 Any of claims 1 to 8, wherein a plurality of types of the work can be shot processed, and the reference operation pattern and the three-dimensional model data are provided corresponding to each of the plurality of types of the work. The shot processing apparatus according to the first paragraph. 前記複数の種類のワークのなかの、現時点でショット処理の対象となる前記ワークの種類に関する入力を受け付ける入力装置を備え、
前記ワークに対してショット処理が行われる際の処理条件が、前記ワークに対応して記憶されている、請求項9に記載のショット処理装置。
It is provided with an input device that receives an input regarding the type of the work that is currently the target of shot processing among the plurality of types of works.
The shot processing apparatus according to claim 9, wherein the processing conditions when the shot processing is performed on the work are stored corresponding to the work.
前記ノズル移動機構はアームを有する産業用ロボットである、請求項1から10のいずれか一項に記載のショット処理装置。 The shot processing device according to any one of claims 1 to 10, wherein the nozzle moving mechanism is an industrial robot having an arm. 前記基準動作パターンは、ティーチングにより作成されたプログラムである、請求項11に記載のショット処理装置。 The shot processing apparatus according to claim 11, wherein the reference operation pattern is a program created by teaching. ショット材をノズルからワークに向けて噴射して、前記ワークをショット処理するショット処理方法であって、
前記ワークが処理区画内の基準位置及び基準姿勢に設置された際の、前記ノズルが固定され、前記ノズルの前記ワークに対する位置及び姿勢を変更可能なノズル移動機構による、前記ノズルの基準動作パターンを格納し、
前記ワークの三次元モデルデータを格納し、
前記処理区画内に設けられた前記ワークを三次元的に撮像する三次元情報取得センサにより前記ワークの位置姿勢情報を取得し、
前記三次元情報取得センサにより取得された前記位置姿勢情報と、前記三次元モデルデータが前記基準位置に前記基準姿勢で設けられた場合の基準位置姿勢データとを比較し、前記ワークの当該基準位置姿勢データからの位置姿勢の変位を計算し、
前記位置姿勢の変位を基に、前記ノズルの前記基準動作パターンを補正し、補正された基準動作パターンを基に前記ノズル移動機構を制御して前記ノズルを移動させる、ショット処理方法。
It is a shot processing method in which a shot material is ejected from a nozzle toward a work and the work is shot.
When the work is installed in the reference position and the reference posture in the processing section, the reference operation pattern of the nozzle is determined by the nozzle movement mechanism in which the nozzle is fixed and the position and the posture of the nozzle with respect to the work can be changed. Store and
Stores the 3D model data of the work,
The position and orientation information of the work is acquired by a three-dimensional information acquisition sensor that three-dimensionally images the work provided in the processing section.
The position / orientation information acquired by the three-dimensional information acquisition sensor is compared with the reference position / orientation data when the three-dimensional model data is provided at the reference position in the reference attitude, and the reference position of the work is compared. Calculate the displacement of the position and attitude from the attitude data,
A shot processing method in which the reference operation pattern of the nozzle is corrected based on the displacement of the position and orientation, and the nozzle movement mechanism is controlled based on the corrected reference operation pattern to move the nozzle.
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